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期刊简介
中文名称：空天技术
英文名称：Aerospace Technology
出版周期：双月刊
语种：汉语
主管：中国航天科工集团有限公司（CASIC）
主办：北京海鹰科技情报研究所
主编：刘海丰
ISSN:2097-0714
CN:10-1780/TJ
物理信息神经网络及其在空天飞行器中的应用展望
丁怡心;袁睿哲;郭宗易;曹诗苑;郭建国;常晶;空天飞行器凭借其低成本、可重复使用的独特优势，已成为各国战略布局的重点方向。其动力学包含复杂多物理场效应，加之宽域飞行条件，使其在建模与控制设计中面临严峻挑战。物理信息神经网络（Physics-Informed Neural Networks,PINN）作为一种融合数据驱动与物理约束的新兴方法，为应对上述挑战提供了新途径。系统梳理了PINN方法及其在空天飞行器研究中的应用前景。阐述了PINN的基本原理与框架，分析了其主流改进算法与研究进展，综述并展望了该方法在空天飞行器多物理场建模、气动辨识、控制系统设计及故障诊断等关键环节的应用潜力与实现路径，以期为空天飞行器的智能技术发展提供有价值的理论与工程参考。
变体空天飞行器气动特性基于高斯过程回归的迁移代理方法
贾军;陈柏屹;刘燕斌;陈金宝;针对变体空天飞行器高维气动特性预测建模过程对样本数据需求指数增长的问题，本文提出了一种基于高斯过程回归的迁移代理方法。以降维基准构型的数据构建规律性回归模型，提出了基于分布特征的多模型融合算法，结合有限个变构型的气动数据，实现对全局气动特性的准确预测。基于高斯过程对多可信度数据进行了中间层代理建模，识别了潜在噪声的异方差特性并获取了后验分布。基于K近邻方法将多模型融合转化为预测方差优化问题，基于空间聚类求解了最优权重；通过样本密度函数识别空间分布特征自适应调节权重，改善了局部建模行为。通过数值算例对比分析了本文的数据迁移方法与纯数据驱动方法对样本规模的依赖性差异。结果表明，数据迁移效果取决于变体程度的大小，即变体前后数据非线性的强弱，对于线性度较高的力学特性，基于数据迁移的代理建模可以显著降低变构型模型的样本需求；而对于变形前后具有较强非线性的力矩特性，本文所提方法存在一定局限性。
考虑进气约束的高超声速飞推一体化控制
曾柏瑜;王冠;李家鑫;杨峰;吴国强;刘凯;针对发动机进气约束下的高超声速飞行器飞推耦合控制问题，提出一种面向性能需求的一体化智能控制方法。建立了表征飞推耦合效应的拓展维度动力学模型，将燃油当量比作为关键状态变量用于控制设计。设计了预设性能约束进行控制参数优化，将进气约束转化为攻角跟踪误差的性能边界，确保满足进气条件限制。构建了含高权重惩罚项的多目标代价函数，实现一体化控制律参数的智能自适应配置。仿真结果说明了所提方法能够显著降低攻角的超调量和调节时间，有效兼顾高动态响应性能与发动机进气约束，在模型不确定性下展现出良好的鲁棒性。
基于线性插值的变体空天飞行器纵向飞行控制研究
丁丙甲;张浩宸;耿思茂;温嘉伟;陈柏屹;针对飞行过程中构型变形引发的气动特性非线性变化控制问题，提出了将变形量引入气动参数建模，并采用线性插值与最优控制相结合的方法。本文以变构型飞行器Horus为研究对象，首先，引入变形量对变体飞行器进行气动建模。其次，建立了融合关键气动变形特征的纵向三自由度动力学模型，并获取纵向气动参数与变形量之间的非线性函数关系。在此基础上，设计了线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator,LQR）控制律，分别针对零与30°构型构建控制矩阵，并提出基于线性插值的时变控制策略，实现了变形过程中的平滑控制过渡，保证系统在全变形区间内的稳定性和动态一致性。结果表明：线性插值LQR控制策略在飞行器变形引起的气动参数时变过程中展现出优越的控制性能。该方法不仅保证了纵向5个状态量的动态稳定性和收敛性，而且有效克服了单一固定控制器在时变环境下的局限性。
基于能量爬升的空天飞行器两级入轨分离点优化研究
赖剑奇;胡星志;赵本东;牛会鹏;陈柏屹;面向未来空天高效往返的任务需求，本文针对两级入轨空天飞行器起飞重量优化的问题，基于运载级-任务级总体参数开展了两级分离任务点对起飞重量影响的规律研究。首先，介绍了两级入轨空天飞行器的初步方案，给出了质量与推进系统建模方法。其次，以能量高度爬升方法为基础，推导了分离任务执行阶段所需要的燃料质量比，构建了总体参数相关的参数化分析模型。之后，综合两级入轨总体参数及能量分析方法，以任务级入轨条件为输入参数，以两级入轨飞行器起飞总质量最小为优化模型，优化得到了最优分离点。最后，分析了总体设计参数对于两级分离任务起飞总质量及分离条件的灵敏度关系。分析结果表明，任务级的比冲对于起飞总质量的影响最大，其后依次为任务级结构质量比、运载级结构质量比；最佳分离速度与运载级结构质量比、任务级比冲呈负相关，与运载级比冲、任务级结构质量比呈正相关。
基于CFD／RBD耦合的并联构型飞行器近地分离特性研究
罗星东;侯自豪;袁雅;薄靖龙;翟茂春;李少伟;张珅榕;为满足磁悬浮电磁助推发射过程中并联构型飞行器近地分离安全性分析需求，建立了基于CFD/RBD耦合的多体分离预测方法，制定了含辅助分离机构的近地约束分离策略，探究了约束分离和自由分离过程中的流场结构、气动载荷和约束载荷特性，并研究了姿控发动机工作时长对分离分离特性的影响。结果表明，近地激波干扰结构在约束分离阶段基本不变，飞行器头部激波的地面反射激波在自由分离阶段对机翼翼面形成直接干扰。随着飞行器抬头，超声速地效逐渐减弱，气动升力逐渐向自由空间状态靠近，与此同时垂向约束载荷不断减小。随着约束解除和进入自由分离阶段，头部反射激波增强了飞行器升力和低头力矩。当姿控发动机工作无量纲时间为280时，飞行器质心垂向位移将在无量纲时间1466时满足安全间距条件，此时俯仰角为θ=6.1°且约束时间恰到好处，能够更好地实现安全分离。
2020年国外惯性技术的发展与展望
杨文钰;沈玉芃;朱鹤;隋毅;2020年，海、陆、空、天领域越来越多的卫星导航系统加入惯性模块，惯性导航作为卫星导航不可用时的主要导航方式受到越来越广泛的重视。梳理了惯性导航文献和各大惯性元件生产商披露的产品信息，介绍了光学陀螺、微机电陀螺、半球谐振陀螺、原子陀螺和加速度计等惯性传感器，展望了惯性技术领域未来发展。
美军演习中验证精确打击新样式分析
庞娟;梳理了美军近年来举行的精确打击相关演习，包括反舰作战演习、反潜作战演习、对海对陆打击作战演习、登陆作战演习等，梳理环太军演、勇敢盾牌演习等典型演习的主要演练科目以及演习中使用的主要精确打击武器，分析了环太军演等典型演习中演练验证的新型作战概念和精确打击新样式，包括分布式作战、多域作战、协同作战等。
美国国防部2020财年导弹采办预算分析
耿建福;胡冬冬;根据美国国防部2020财年国防预算提案，梳理了近3财年美国主要导弹型号和项目的采办预算。并结合当前美国导弹装备发展动向，按战略导弹和战术导弹两大类分析总结了其发展特点和趋势。
无人机的发展现状与展望
淳于江民,张珩回顾了无人机的发展 历程,并阐述了无人机的系统结构、 分类、用途及其关键技术,就主要机 型做了简要的介绍,最后对无人机发 展中亟待解决的问题及趋势做了详细 的分析。
国外VR技术发展综述
蒋庆全虚拟现实 (VirtualReal ity ,简称VR)技术是当今世界前沿科学之一 ,具有举足轻重的作用。国外经济发达国家一直将其列为国防高科技重点发展的关键技术 ,迄今已成为研发、生产大型而复杂的武器装备及军事教育训练的重要工具。VR技术是人类智慧高度集中的具体体现 ,进入VR环境将会使人类的智慧得到更高的升华。扼要综述其在武器系统研制、生产及军事教育与训练中的应用。
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无人机路径规划算法研究综述
陈麒杰;晋玉强;韩露;目前无人机路径规划算法主要分为经典算法和智能反应算法。详细阐述了两种算法的分类,深入分析了各种算法的基本原理及存在的问题,并针对后续研究给出了发展方向与建议。
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