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高超声速巡航飞行器下滑段在线航迹规划方法
引言
高超声速巡航飞行器是一种高速、高温、高气动负荷和高动力要求的飞行器，其巡航速度可达到马赫数5以上。由于高速和飞行高度的限制，高超声速巡航飞行器的设计和控制面临很多挑战。在高超声速巡航飞行器的设计中，在线航迹规划是至关重要的一部分。
在线航迹规划是指在实时数据的基础上计算飞行器行进到目标区域的航迹，以便优化终端点运行状况、避免飞行器与飞行环境的冲突并保证相应的安全性和实时性。本文主要研究高超声速巡航飞行器在线航迹规划方法中的下滑段问题。
1.下滑段的概念和特点
下滑段是高超声速巡航飞行器从巡航高度到目标高度的下降过程中所遇到的一段空气动力学特性较为复杂的区域。在此区域内，飞行器所受空气动力学载荷将大幅增加，飞行器需要进行燃料消耗和推力调整。下滑段与飞行器的巡航阶段相比，具有以下几个特点：
1.1运动状态的不同
由于下滑段的空气动力学特性较为复杂，飞行器需要进行大量的燃料消耗和推力调整，并在此过程中降低飞行速度以适应空气动力学要求，因此飞行器的运动状态与巡航阶段的状态存在较大的差异。
1.2空气动力学特性的变化
由于下滑段的空气动力学特性较为复杂，在此阶段内，飞行器受到的空气动力学载荷也会发生较大的变化，需要通过调整燃料和推力来平衡和控制这些载荷。
1.3安全飞行的保障
下滑段的安全性对于飞行器而言是至关重要的。在下滑段中，飞行器所遇到的复杂空气动力学载荷可能导致不稳定和危险的飞行情况发生，因此对于在线航迹规划而言，在下滑段中保障安全飞行是首要任务。
2.高超声速巡航飞行器下滑段的航迹规划方法
2.1基于动态优化的方法
高超声速巡航飞行器下滑段的在线航迹规划中，基于动态优化的方法是一种有效的实现方式。该方法基于最小燃料消耗为目标，根据飞行器的初始状态和目标高度，计算出最优的下滑航迹，以实现安全、高效、低耗的下滑过程。
2.2基于模型预测控制的方法
在基于动态优化的方法的基础上，可以引入模型预测控制的思想，实现在线航迹规划的实时性和可靠性。该方法根据当前的飞行数据和目标高度，预测下一步的最佳操作，以达到最优下滑航迹的计算。
2.3综合应用方法
在实际的高超声速巡航飞行器在线航迹规划中，综合应用以上两种方法可以实现更加高效的下滑段航迹规划。利用基于动态优化的方法计算出最优的下滑航迹，同时利用模型预测控制的思想实现航迹规划的实时性和可靠性。
3.结论
高超声速巡航飞行器下滑段是一段空气动力学特性较为复杂的区域，在线航迹规划过程中保障安全飞行是首要任务。基于动态优化和模型预测控制的方法是高效、可靠的下滑段在线航迹规划方法。综合应用两种方法可以实现更加高效的航迹规划计算，为高超声速巡航飞行器的设计和控制提供重要支撑。