近空间变形飞行器低空三维图
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近空间变形飞行器
冯国虎
山东省烟台市海军航空工程学院
未来重要的新型空天飞行平台，可以为21世纪的空天运输提供便利。该飞行器与目前正在使用的飞船和航天飞机相比有很大不同，在发射成本、可维护性、重复使用、飞行性能等诸多方面具有突出优点。能以低价格、高可靠性代替运载火箭发射卫星，代替飞船或航天飞机进行天地往返，运送人员和货物。
飞行器的机身和机翼都可改变，在低空(10km以下)时，飞行器机身呈细长体，机翼为小三角机翼，以减小空气阻力(如图1所示)。在高空(20km~60km)时，飞行器机身缩短变粗，机翼扩展成大三角机翼，整个飞行器呈碟型，以增大升阻比(如图2所示)。机翼材料采用太阳能材料，能为飞行提供部分能源。
飞行器装备6个发动机，一方面为持续飞行提供强劲动力，另一方面也为安全飞行提供充足的余度。发动机分布呈对称性，最外边2个为涡轮发动机，其次2个为新型超燃发动机，中间2个为火箭发动机。其中从起飞到低空亚音速，采用涡轮发动机。达到一定速度后，逐步关闭涡轮发动机，启动超燃发动机，通过使用先进的超音速燃烧喷气引擎，将空气压缩，再向后喷射出去，产生推动力。同时采用通气喷射技术，使用吸取空气中的氧气，不需要额外携带氧气，大大减低飞行器的重量。到达高空(20km～60km)超音速时，再关闭超燃发动机，启动火箭发动机，火箭发动机自带液氢与液氧作为燃料。
低空飞行采用气动力控制方式。高空(20km~60km)飞行时，空气稀薄，气动力作用减弱，但此时重力场变化微小，采用动量距控制和直接力作用的复合控制，以达到预期控制效果。
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