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第56卷第6期南京航空航天大学学报Vol.56No.6

2024年12月JournalofNanjingUniversityofAeronauticsAstronauticsDec.2024

DOI：10.16356/j.1005⁃2615.2024.06.015

面向控制的变构型空天飞行器建模及特性分析

1,21,21,21,23,4

高泽鹏，刘燕斌，沈海东，陈金宝，彭寿勇

（1.南京航空航天大学航天学院，南京211106；2.南京航空航天大学宇航空间机构全国重点实验室，南京

211106；3.北京空天技术研究所，北京100074；4.空天飞行技术全国重点实验室，北京100074）

摘要：针对空天飞行器爬升过程中，传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题，提出了一种空天飞行器变构

型调节策略。首先，提出了一种翼面伸缩的变构型方式，构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型；其

次，基于气动代理模型对飞行器气动和配平特性进行分析，根据气动特性制定构型变化策略，根据配平特性提出

质心位置匹配设计；然后，根据构型变量和爬升飞行平衡的约束，以控制输入最小为目标，优化得到了合适的质

心位置，为不同构型的质心位置设计提供参考；最后，仿真结果表明变构型空天飞行器在爬升飞行任务中起到分

担舵面负载和减小油门的作用，增加了飞行过程的稳定性。

关键词：空天飞行器；变构型；平衡状态；代理模型；优化设计

中图分类号：V221文献标志码：A文章编号：1005⁃2615（2024）06⁃1114⁃10

Control⁃OrientedModelingandCharacteristicAnalysisofMorphing

AerospaceVehicle

GAOZepeng1，2，LIUYanbin1，2，SHENHaidong1，2，CHENJinbao1，2，PENGShouyong3，4

（1.CollegeofAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsAstronautics，Nanjing211106，China；2.NationalKey

LaboratoryofAerospaceMechanism，NanjingUniversityofAeronauticsAstronautics，Nanjing211106，China；3.Beijing

InstituteofAerospaceTechnology，Beijing100074，China；4.NationalKeyLaboratoryofAerospaceFlightTechnology，

Beijing100074，China）

Abstract:Sincetheaerospacevehiclewiththetraditionalfixedconfigurationcannotmeettherequirementsof

theaerodynamicperformancebothathighandlowspeedsduringtheclimbingsection，amorphingadjustment

strategyisproposed.Firstly，