文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
跨大气层飞行器总体设计及优化方法研究与实现
姓名:李文武
申请学位级别:硕士
专业:飞行器设计
指导教师:刘毅
20080101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
跨大气层飞行器(Transatmospheric Vehicle, TAV)是二十一世纪各国航空航
天技术研究的一个热点,具有独特的高空高超声速飞行性能,随着经济和技术的
不断进步,这种飞行器也正不断完善和发展,将在未来逐渐取代第一代天地往返
运输工具,成为所谓的“空天飞机”,它将具有较低的可重复运输费用、更短的
准备时间、更灵活的任务适应性等优点。
跨大气层飞行器的研究涉及气动布局、气动加热、结构防热与冷却、吸气式
推进系统、轻质材料、高能燃料、自动控制等多学科技术问题。跨大气层飞行器
技术将推动高技术领域的全面发展,促进高技术的融合与应用,一旦此类飞行器
的研制获得突破,将极大提升航空航天运输能力和空间支持能力。因此,跨大气
层飞行器的研究具有前瞻性、战略性和带动性作用。
本文以跨大气层飞行器总体设计及其优化方法为研究重点。通过对国外跨大
气层飞行器总体方案的分析,参照美国 X-34 飞行器的气动布局和飞行任务,建
立了一种跨大气层无人驾驶飞行器的基本方案,借助原苏联飞机总体设计方法和
其它一些经验设计方法进行了总体分析和计算。研究了在总体设计中如何进行方
案优化,将这些总体设计方法和优化方法加以集成,编制成 FORTRAN 程序。在此
基础上,对基本方案的跨大气层飞行器进行了性能分析与计算以及优化,分析比
较了不同优化方法的应用效果。通过分析计算证明,本文的总体设计和优化的方
法能够取得良好的效果。

关键词:跨大气层飞行器,总体设计,方案优化设计,飞行性能分析

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跨大气层飞行器总体设计及优化方法研究与实现
Abstract
Transatmospheric vehicle (TAV) is a hotspot in the realm of the world’s
aerospace technology in the 21st century. This vehicle has particular high altitude and
hypersonic flight the development of economy and technology,
TAV will be more and more advanced and perfect, replacing of the 1st general reusable
launch vehicle (RLV) in future. TAV takes on lots of advantages such as the cheaper
launch expensive, the shorter preparative time and more flexible adaptability of flight
duties.
The research of TAV will be related with the problem of much subject and
technology, which involves the aerodynamic layout, the aerodynamic calefaction, the
configution anti-heat and refrigeration of structure, the research of advanced engine,
the aerial marerial, the high-octane fuel, and flight control. The technology of TAV
will promote the development of high-tech. It will also breach the restriction of
traditional launch vehicle. So the research of TAV has strategic significance.
In this thesis, conceptual design of TAV and its optimization are researched as
emphases. By the analysis of TAV design meth