高超声速滑翔式飞行器概念设计综合分析

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1、中图分类号：V221论文编号：102870118-S218学科分类号：082501硕士学位论文高超声速滑翔式飞行器概念设计综合分析研究生姓名邓经枢学科、专业飞行器设计研究方向飞行器总体设计指导教师余雄庆教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringAComprehensiveAnalysisonConceptualDesignofHypersonicGlidingVehicleAT

2、hesisinFlightVehicleDesignbyDengJingshuAdvisedbyProf.YuXiongqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2018.3.30南京航空航天大学硕士学位论文摘要高超声速滑翔式飞行器是一种新型的远程快速精确投送工具。它利用空气动力控制再入轨迹，突破了常规再入飞行的弹道模式，具有很高的机动性、较大的航程和大范围的横向机动能力，能有效突破导弹防御系统，实现精确定点着落返回、远程快速到达以及在较大的高度范围和较宽的速度范围内精确投放有效载荷的功能，具有广阔的应用前景。本文对升力体式高超声速滑翔式飞行器概念设计阶段进行综合分析，建立

4、了总体多学科分析系统，目的是为升力体式高超声速滑翔式飞行器概念设计提供一个有效工具。研究内容和成果如下：1）建立了升力体和翼身组合体两种高超声速滑翔式飞行器构型的几何参数化定义方式，用基于VBA语言的CATIA二次开发方法实现了两种构型飞行器的几何参数化建模，形成了带有界面的几何外形生成程序。2）研究并设计了升力体式高超声速滑翔式飞行器的结构形式，使用基于PCL语言的MSC.Patran和Nastran二次开发方法实现了理想结构的全自动有限元建模、分析、优化流程，对升力体构型的静气动弹性问题进行了数值仿真，建立了参数化、自动化的气动结构耦合分析流程，获得了较为可靠的理

5、想结构重量；为了在结构优化设计中考虑屈曲约束，建立了结构静力—屈曲迭代优化流程，得到了较好的结构尺寸优化结果。3）建立了高超声速滑翔式飞行器综合分析系统的框架。使用iSIGHT软件集成了几何、气动、气动热、热防护、重量以及性能共6个子学科分析模块，搭建了一个高超声速滑翔式飞行器总体多学科分析平台，对升力体构型高超声速滑翔式飞行器概念方案进行了多学科综合分析和参数敏感性研究。关键词：高超声速，滑翔，飞行器，概念设计，升力体，参数敏感性I高超声速滑翔式飞行器概念设计综合分析ABSTRACTThehypersonicglidingvehicle(HGV)isanewtype

6、ofreentryvehicleasithasnotablelong-distancestrikingefficiency.Otherthanconventionalmodeofballisticreentryflight,HGVcontrolsitsreentrytrajectoryviaaerodynamicforceandcanpenetratemissiledefensesystemeffectively.Withalargerlongitudinalandlateralrange,HGV,whichcanachieveprecisefixed-pointla

7、nding,quicklyremotearrivalandprecisepayloaddeliveryinalargescopeandwiderangeofspeed,isconsideredtobeprospectiveandhaveawiderangeofapplication.Thispaperfoucsesonacomprehensiveanalysisoftheconceptualdesignofthelift-bodyhypersonicglidingvehicle,andestablishestheoverallmultidiscipl