近空间飞行器的特点及其应用前景_王彦广

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飞行器控制技术的现状和趋势

飞行器控制技术的现状和趋势随着科技的不断进步，飞行器控制技术在民航产业中扮演着举足轻重的角色。

无论是商用飞行器还是军用飞行器，飞行器的安全、舒适度和效率都与控制技术直接相关。

因此，人们对飞行器控制技术的发展一直都非常关注。

本文将从飞行器控制技术的现状和趋势两个方面进行探讨，希望能对读者有所启发。

一、飞行器控制技术的现状1.自动飞行控制系统随着科技的不断发展，自动飞行控制系统已经普遍应用于商用飞机上。

这些系统可以利用先进的硬件、软件和传感器技术来控制航向、速度、高度和姿态等。

自动飞行控制系统大大提高了飞行员的工作效率和飞行安全性。

2.航向控制系统航向控制系统是商用飞机上最常用的控制系统之一，它可以帮助飞机控制正确的方向。

该系统主要使用惯性导航技术和卫星导航系统来测量航向角度，从而支持自适应航线跟踪，提高飞机的航线稳定性和精度。

3.自主飞行控制系统自主飞行控制系统是一种新兴技术，具有更高的自主性和灵活性。

该系统可以完全独立于人类操纵，在飞行器上安装一系列的摄像头、雷达和其他传感器等设备，实现自主飞行、精准导航和障碍物避免等功能。

将来，这种技术将在无人机等领域得到广泛应用。

二、飞行器控制技术的趋势1.智能飞行控制系统随着人工智能技术的日益成熟，智能飞行控制系统将成为一个新的方向。

这种系统利用机器学习算法，能够对复杂的机载系统、环境和飞行员的反应进行高效分析和决策。

例如，系统可以利用数据处理算法和故障预测技术对飞行器的各个参数进行实时分析，从而预测并解决可能出现的问题。

2.飞行器通信技术飞行器通信技术也将是未来航空产业的一个重要方向。

传统的通信方式主要依靠地面上的无线电和卫星数据传输系统。

但在未来，将会有更多的基于飞行器的通信技术出现，如飞机到地面、飞机到飞机、飞机到无人机等通信。

这将大大提高飞机在空中的安全性和效率。

3.高度自由度飞行控制技术高度自由度飞行控制技术将是未来飞行器控制技术的另一个突破口。

临近空间飞行器简析

标。现对其进行简要论述。
关键词：临近空间；临近空间飞行器；学模型数
临近空间是一个空中盲区，它对现代战争有革命性的影响，已经引３受力情况分析。由于飞艇属于飘浮体，．１主要依靠浮力停留在空起了广泛的关注，将为航空航天发展打开一扇新的大门。临近空间平台中，目其体积庞大，而速度缓慢。因此，飞艇的受力情况与普通的高速飞能提供相当于甚至优于太空系统的效能，还能克服太空系统的某些缺行器并不完全相同，依据力学原理，将飞艇所受的外力大致分为：空气动点。临近空间飞行器可承担雷达和光学成像任务，能构成通信网点，力、甚重力、浮力、发动机推力。下面对这些力逐一进行分析。至可以从地基光源中继激光波束，攻击远距离的各种目标。（）１空气动力。同飞行器类似，飞艇表面的气动压力可归并为作用虽然民用临近空间飞行器已经开发出来，在商业上用于提供石油于飞艇质心的—个合力矢量和一个合力矩矢量Ｍ合力矢量按速度和天然气信息，但近太空在军事上还没有被有效利用，特别是在临近空坐标系轴分解为三个力，平行于气流方向的阻力，垂直于气流方向的升间高端。研究表明，从战场应用角度，临近空间高端飞行器的发射、位置力，和侧力。在飞艇计算时，使用飞艇的参考面积，它与囊体总容积的关保持和电源供应都需要进行新概念、新技术研究。系为：，为飞艇容积。由此得到下列关系：ｓ：本文主要介绍了临近空间及临近空问飞行器的概念、特点、分类，阻力Ｘ－ＱＣ．Ｓ。一对这一新的领域和概／，ｚ步的阐释，简单分析了目前临近空间平＠，－初侧力Ｙ－Ｓｖ￣ＱＣ台拥有的优势和存在的问题。并针对低速巡航状态下的高空飞艇这一升力Ｚ－Ｃ￣ＱＳＬ特殊的临近空间飞行器建立了数学模型，对其运动状态进行了简单分（）２重力与浮力。重力与浮力的方向始终垂直于地面。在艇身坐标析，同时，在一定的假设条件下对其数学模型进行了简化和线性化。系中，由于艇身系的坐标原点选在浮心，因此浮力产生的对原点的力矩１临近空间和临近空间飞行器的概念为零，即：临近空间宽泛的定义为２￣０ｋ０１０ｍ之间的区域，一般被称为“ 无人１１１ｏ１到达区”对于多数固定翼飞机来说，，空气太稀薄，一般航空发动机难以Ｍ＝Ｍ口０Ｂｌｌ【＝ｌ支持。但该区域气流比较稳定，空气流动相对较小，是部署高空悬停气【０ＮＪｊｌ球或飞艇的理想空域。临近空间飞行器是指工作于临近空间空域内的重力产生的对原的力矩为气球、飞艇以及滑翔机等飞行器。它们通过携带不同类型的载荷，具备ｆｃｃ一￣ｏ１１１ｙＧｏＯｏ７ｚｃ０￣ｓｓＧｓ通信、、、遥测情报侦察和监视等各种军事用途。它具有费用成本较低、Ｍ＝ × ＝ＭＧｚｓＧｏＯ０ＧｉＧｉ一ｃｓｃｌｃ＝ｎｓ覆盖范围广、持续时间长、分辨率和敏感度高以及生存能力强等特｜点。ｌＪ【ＧｏＯｉ＇￣ｎｘｃｓｓ３Ｇｓ０Ｊ￣ｎ＋ｙｉ２临近空间飞行器的分类（）３推力。为了简化计算，假设发动机只产生轴向向前的推力，不产临近空间飞行器有多种分类方法，按照飞行控制技术，临近空间飞生力矩，所以其力与力矩表达式为：ＪＪｌＸ『ＪｆＪｉ０行器可以分为自由浮空器、可操纵自由浮空器和机动飞行器３种。自由浮空器是最简单的临近空间平台，就是充满轻于空气的气球，ｌＪ０ＪＭｌ＝０＝ｌ＝ＭＪｌｆ它制造、发射简单，成本低廉，但没有机动和位置保持能力，也不能回）１）０１Ｊ０１ｊ３运动方程。根据对飞行器上所受的力和力矩，．２利用动量和动量收。它们主要用于地平线视场的任务，例如通信、目移动标探测和信号侦听，最大的缺点是回收有效载荷困难，一般使用降落伞或者短距离滑矩定理建立飞行器的动力学方程。由于飞行器的重心与艇身坐标系原即可把重心看成是一般运动的刚体上的一点，｜ｉ在艇身亥翔回收系统。美国空军空间作战实验室主要用于通信的“ 作战天空星” 点０不重合，坐标系中的坐标为ｃ（。ｚ）根据理论力学的速度合成定理可知，。ｃＹ，。ｘ。Ｃ计划就属于这种自由浮空器。可操纵自由浮空器具有空气动力学控制装置，利用不同海拔高度相对于瞬『系（生地心赤道坐标系）的运动速度矢量Ｖ，即绝对速度）。（可ｖ ×。Ｒ。这里：。ｖ是艇身坐标系原点相对于地心赤道坐标系的风速差异来精确地控制平台的运动。有一定的可操纵能力，因此可以写成：的线速度，。即Ｃ点的牵连速度；ｏｕｖ＋其中ｊ、有Ｖ：ｗ，ｊｉｊ＋分别表示携带有效载荷飞回指定位置，进行回收、修复和再次飞行。Ｙ、Ｚ轴方向的单位矢量；为艇身坐标系相００Ｑ机动飞行器一般带有动力控制装置，能够发射、机动到指定的高度沿艇身坐标系０Ｘ、有－ｉ，七；。＝。位置并长时间驻留。这种临近空间平台能进行位置保持，其功能在卫星对地心赤道坐标系转动的角速度，Ｄｐ＋ｑ＋ｒＲ为点Ｃ相对有代人基础模型，经过和飞机之间，可以提供大的覆盖区，任务时间较长，是最实用的的临近于艇身坐标系原点的矢径，：＋＋ｉ；简化、、计算按艇身坐标系分解得到其六自由度非线性模型的运动学方空间飞行器，但目前尚需解决升空、、推进材料、电源和电子等许多新技术问题。美国海军的“ 探路者” 飞行器，陆军的 “ 高空飞艇”ＨＡ都属程为：＝Ｐｔ（ｏ￣ｑｉ，（Ａ） ’ ＋ｇｒｓ＋３Ｏｃ＇ｓ１ｎ

NASA高空气球的研究及其进展

２５０。０
２１０，００
１５．００１０．００５０００
５９美国芝加哥大学２０ — ２１南极麦克默多站８Ｎ０８１—９本试验携带了粒子探测器，目的是测量到达地球大气层外围＇的超能射线粒子携有效载荷２７２ｇ２ｋ到达３．ｍ的漂浮高度，６７ｋ历时３ｄ５。０１ｈ５０美国夏威夷大学２０ — ２２南极麦克默多站本试验使用了优化来自南极冰层的脉冲无线电检测和定位的９Ｎ０８１－１宽频无线天线，目的是检测超高能射线的中微子通量
飞行试验的目的是：评估材料的性能、检验结构变化的可行性及提高气球的整体性能。图６］ｔ ” 所示为气球
５１９Ｎ的飞行轨迹。
图６５１飞行轨迹９Ｎ
Ｆｇ６ｌｈｊｃｒｆ９Ｎｉ．ｉｔ阳ｅｔｙｏ１Ｆｇｔｏ５
５１９Ｎ实际的飞行性能与飞行预测非常吻合，次飞行各项指标都达到甚至超过了预期的目标。这次飞这
摘要高空气球是一种可以实现平流层飞行的无动力浮空器。文章重点从气球的结构、蒙皮材料、热特性研究及试飞试验等方面介绍了ＮＡＡ高空气球的研究及其进展，为中国高空气球的研究发展提供参Ｓ考。
关键词结构性能蒙皮材料热特性试飞试验高空气球
中图分类号：２３Ｖ７
８６
航天返回与遥感
２１０２年第３３卷
５高空气球５１．２９Ｎ试飞试验由以上试飞试验可以看出，随着ＵＤＬＢ技术不断地发展，验越来越成功。其中２０试０８年１２月２８日由ＷＦＦ在南极麦克默多站发射的５１９Ｎ测试结果非常成功。５１９Ｎ的有效载荷６０ｇ飞行高度３．７ｍ。这次８ｋ，３８ｋ

临近空间与空间作战

临近空间与空间作战摘要：空间在国家安全中具有战略地位，但其开发难度大，临近空间兼具航空空间和外层空间的诸多优点，使其在未来空间作战中具有重要作用。

文章总结了空间作战的发展历程和现代高技术局部战争中空间军事力量的实际运用，探讨了临近空间的军事应用热点问题，分析了临近空间在空间作战中的作用及二者之间关系。

关键词：临近空间；空间作战中图分类号：E869Near space and the warfare of outer spaceFENG Kun-ju, W ANG Chun-yang( The Missile Institute AFEU. , sanyuan shanxi 713800, China)Abstract：Space is of strategic importance to national security, but it is difficult to exploit, while the near space holds both advantages of air space and outer space, so it will play an important role in space warfare. The passage summarizes the development history of outer-space warfare and outer-space military forces’ actual practice in high technique warfare, discusses hotspot of near space’s military appliance; analyzed its function in outer-space warfare and the relation ship between near space and outer-space warfare.Key words: Near space；The warfare of outer space1概述人类涉足太空以来，空间逐渐成为国家利益和安全的战略制高点，现在，“谁控制空间，谁就能控制地球”这一空间战略思想已成为世人的共识[1]。

临近空间的特点与未来防御措施

临近空间的特点与未来防御措施临近空间的特点及未来防御措施摘要本文简要介绍了临近空间的特点，及其在此基础上发展的临近空间飞行器与其他飞行器相比存在的优势，最后介绍了临近空间在未来防御中的作用。

着重分析了基于临近空间平台针对隐身飞机及其导弹等飞行器的防御措施。

随着临近空间高超声速飞行器的发展，对高超声速目标的防御也提出了挑战，然后根据临近空间高超声速目标对防御系统预警能力时间性、高速机动目标精确探测、拦截弹机动过载和高精度制导控制等要求，阐述了预警探测系统、指挥控制系统和拦截武器系统可采取的措施。

关键字：临近空间；临近空间防御系统；飞行器1.临近空间1.1临近空间简介临近空间是指距海平面20km(接近国际公认的上限管制空域)和100km(接近国际公认的下限空间)之间的区域。

人们习惯把航天器运行的空域范围称为航天空间，一般距地面100km以上；航空器飞行的空域范围称为航空空间，一般距地面20km以下。

因此，临近空间可理解为从航空空域向航天空域的过渡区域。

临近空间大致包括大气平流层的大部分区域、中间大气层区域和部分电离层区域。

临近空间空域一直以来未得到系统的开发和利用，直到最近几年，以美国为主的个航天大国对临近空间的关注开始升温，美国空军认为，临近空间飞行器必将在未来的军事行动中发挥重要作用。

1.2临近空间的特点在平流层内，大气以水平运动为主,基本上没有上下对流现象；层内干燥，水汽、杂质很少，云雨雷电现象少见，温度几乎不变，湿度接近于零。

当高度达到40km以上时，几乎没有臭氧，使大量紫外线穿过而未被吸收，紫外线强度极高；大气在紫外线作用下开始电离，形成大量正、负离子和自由电子，其含量约为大气层平均含量的30倍，在平流层中，宇宙射线通量高，高能粒子辐射强度大。

中间层高度大约为50~80km,层内大气已经非常稀薄，在80km 高度上，空气密度只有地面的五万分之一，层内大气总量大约只占地球大气总质量的1/3000.在这样的空间区域，既可以避免目前绝大多数的地面攻击，又可以提高军事侦查和对地攻击的精度，对情报收集、真差监视、通信保障以及对空对地作战等，具有极大的发展潜力。

临近空间飞行器特点及用途应用

一．临近空间飞行器基本概述及发展特点（一）、临近空间的概念临近空间是指介于普通航空飞行器最高飞行高度和天基卫星最低轨道高度之间的空域。

天基卫星的最低轨道约为200km，航空飞机的最大飞行高度约为20km，但从应用上讲，由于100km以下为临近空间飞行器的主要活动区域，故在国内一般定义临近空间为离地球表面约20-120km的空域，美军定义为20-100km 的空域。

过去所称的“近空间”、“亚轨道”、“空天过渡区”、“亚太空”、“超高空”或“高高空”等区域，都是指临近空间。

图表临近空间区域划分资料来源：产研智库（二）、临近空间飞行器综述所谓临近空间飞行器，顾名思义是指能够飞行在临近空间执行特定任务的一种飞行器，既能比卫星提供更多更精确的信息（相对于某一特定区域），并节省使用卫星的费用，又能比通常的航空器减少遭地面敌人攻击的机会。

临近空间飞行器能快速飞行在敌方战区上空而不易被敌方防空监视系统发现，从而为作战指挥官提供不间断的监视情报，以增强其对战场情况的了解能力。

部署这种高空飞行器，成本低、时间快，适合现代战争的需求。

图表临近空间飞行器的设计思想、特点与关键技术专业经济研究智库权威行业研究报告资料来源：产研智库（三）、临近空间飞行器发展优势民用领域以通信监测领域为例，与卫星相比，临近空间飞行器造价明显低于卫星，载荷能力超过卫星的2倍，延迟时间、衰减更小，且可以多次回收、重复利用。

图表临近空间飞行器与通信卫星的比较优势资料来源：产研智库除此之外，临近空间飞行器还具有一下优势：（一）持续工作时间长。

传统飞机的留空时间以小时为单位，临近空间飞行器的留空时间则以天为单位，目前正在研制的临近空间平台预定留空时间长达6个月，规划中的后续平台预定留空时间可达1年以上，易于长期、不间断地获得情报和数据，可对紧急事件迅速做出响应，而且人员保障少、后勤负担轻。

（二）覆盖范围广。

临近空间飞行器的飞行高度在传统飞机之上，其侦察覆盖范围比传统飞机要广得多。

空天飞行器发展现状和未来展望

空天飞行器发展现状和未来展望空天飞行器指从地面零速度起飞，直至进入地球轨道（高度月为200千米，马赫数约25）的飞行器。

发展现状：1985~1994年美国实施了庞大的“国家航天飞机计划”。

在美国航天局（NASA)支持下实施；空天飞机研制计划（超X计划),推进系统采用新式的直排气动塞式发动机，由“飞马座”火箭发射升空。

目的是利用这些飞行器探索高马赫数的喷气发动机和超声速冲压喷气发动机的性能。

美国战略司令部已经制定了研制空天飞机的计划，按该计划，2025年将研制出一架真正意义的空天飞机，其飞行速度将将达到15马赫，携带多种武器，在2小时内打击10350英里距离上的目标，可于多种不同的目标进行作战，并进行目标重新确定，可重复使用。

早在上个世纪70年代，前苏联就开始了研制空天飞行器的工作，提出了可重复使用的空天运输系统构想。

按照此构想，系统采用具有很强的灵活性和多种功能的两级入轨方案，用于紧急救援、空间物资供给以及提供生态问题研究等。

目前，俄罗斯正在研制具有广泛发展前景的MAKS系统，它是可执行广泛太空任务的两用空天飞行器，既可完成军事任务，也可用其他目的。

日本由于经济实力雄厚，对空间领域是探索虽起步较晚，但也制定了空天飞行器的研究与发展计划。

所设想的是一种单级入轨、水平起飞和着陆，能重复使用的空天飞行器。

中国已启动研发第一代可重复使用运载器，它将是超越美国“航天飞机”水平的航天运输系统，但尚不能达到“空天飞机”的技术水准。

中国研发航天运输系统选择的技术道路和美国、俄罗斯等国家均不相同。

中国航天专家提出一种立足于新一代运载火箭主要技术的串联式两级入轨重复使用运载器方案。

该方案的主要特点是采用两级方案，降低了对发动机、材料、等技术的指标要求，从而可以立足于新一代运载火箭的成熟技术，技术基础较好。

目前，俄罗斯正在研制具有广泛发展前景的MAKS系统，它是可执行广泛太空任务的两用空天飞行器，既可完成军事任务，也可用其他目的。

临近空间低动态飞行平台军事应用分析- 洪华,石磊 ,马丽华,倪延辉

临近空间低动态飞行平台军事应用分析临近空间低动态飞行平台军事应用分析洪华，石磊，马丽华，倪延辉（空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077）摘要：临近空间飞行平台可有效弥补航天器和航空器在作战功能上的不足，健全武器装备体系，全面提升空天一体化作战能力。

本文结合以飞艇为代表的临近空间低动态飞行平台的研究现状，从武器装备体系和作战功能等角度分析了其军事应用前景，并探讨了临近空间低动态飞行平台发展中遇到的关键问题。

关键词：临近空间；飞行平台；飞艇；军事应用图分类号：V11Analysis on military applications of the low-speed near space platformHONG Hua，SHI Lei，MA Li-hua，NI Yan-hui(Institute of Telecommunication Engineering，Air Force Engineering University，Xi'an 710077，China) Abstract：It is well-known that the potential application fields of the near space platform contain supplying a gap in military of traditional astro-and aero-vehicles，perfecting the weapon architecture，as well as advancing roundly the capability of integrated war．Combining with development status of airship, potential military applications of the low-speed near space platform are analyzed from weapon system and battle function．Finally，several key technologies concerning the way ahead for near space platform development are discussed in this paper．Key words：Near space；Platform；A irship；Military application0 引言临近空间（Near Space），又称近空间、近太空、空天过渡区或临空间，是介于航空管制空域上限（海拔约20km）和航天空间下限（海拔约100km）之间的区域。

临近空间飞行器

平流层目录[隐藏]臭氧损耗物质组成运动特征人类应用平流层，亦称同温层平流层（stratosphere）平流层，亦称同温层(人们认识到同温层只是平流层的一部分,同温层这一名词逐渐减少了使用，几乎销声匿迹)，是地球大气层里上热下冷的一层，此层被分成不同的温度层，当中高温层置于顶部，而低温层置于低部。

它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下热的。

在中纬度地区，平流层位于离地表10公里至50公里的高度，而在极地，此层则始于离地表8公里左右。

平流层是夹于对流层与中间层之间。

平流层之所以与对流层相反，随高度上升是气温上升，是因为其顶部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。

故之在这一层，气温会因高度而上升。

平流层的顶部气温大概徘徊在270K左右，与地面气温差不多。

平流层顶部称为平流层顶，在此之上气温又会再以随高度而下降。

至于垂直气温分层方面，由于高温层置上而低温层置下，使到平流层较为稳定。

那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。

此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，它把平流层的顶部加热。

至于平流层的底部，来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。

所以，极地的平流层会于较低高度出现，因为极地的地面气温相对较低。

在温带地区，商业客机一般会于离地表10公里的高空，即平流层的底部处巡航。

这是为了避开对流层因对流活动而产生的气流。

而在客机巡航阶段所遇上的气流，大多是因为在对流层发生了对流超越现象。

同样地，滑翔机一般会在上升暖气流上滑翔，这股气流从对流层上升到达平流层就会停止。

这样一来变相为世界各地的滑翔机设定了高度限制。

（纵然有些滑翔机会用上背风波来飞得更高，把滑翔机带到平流层之中。

）平流层是一个放射性、动力学及化学过程都会有强烈反应的区域。

因为其水平的气态成份混合比起垂直的混合都来得要快。

一个较为有趣的平流层环流特性是发生于热带地区的准双年震荡（QBO）。

这种现象由重力波引导，是由于对流层的对流而引至的。

临近空间低速飞行器螺旋桨技术

临近空间低速飞行器螺旋桨技术杜绵银，陈培，李广佳，周波(中国航天空气动力技术研究院，北京 100074)摘要：临近空间飞行器因其显著特点和潜在的军、民两用价值而成为当前各国研究的热点。

螺旋桨推进是低速临近空间飞行器的主要推进动力方式。

本文介绍了临近空间发展、螺旋桨的发展及其在低速临近空间飞行器特别是高空飞艇及高空太阳能无人机上的应用，分析了低速临近空间飞行器螺旋桨设计、试验、制造的技术特点及技术难点。

关键词：临近空间；螺旋桨；平流层飞艇；高空长航时无人机引言未来战争是空天地海电磁五位一体的体系对抗，空天是重要的战略制高点，图1显示了各个高度范围人类研制和构想的各种空天飞行器。

距地面20km以下的范围是传统航空器主要活动区域，100km以上的太空则是航天器的运行空间。

而介于两者之间即20~100km的临近空间，该空域大气稀薄、气象活动较弱包括了大气层中对流层顶、平流层、中间层和热层下边界，由于技术和认识上的原因，长期以来是一个相对独立的“和平地带”，各国均未给予太多关注。

目前，随着航空航天技术的统一和融合，临近空间作为一个新兴的技术领域，其重要的战略价值日益受到世界各国的高度重视。

美国、俄罗斯、欧洲、韩国、英国、日本、以色列等国家纷纷投入大量的经费，积极开展临近空间飞行器的技术与应用研究。

但从发展总体水平上看，国外临近空间飞行器技术仍处于关键技术攻关与演示验证阶段，要获得较高的军用价值仍需实现关键技术上的突破[1]。

图1 空间飞行器概念示意图临近空间飞行器特指能在近空间作持续飞行并完成一定使命的飞行器，具有突防能力强生存力高和应用范围广的特点，能执行快速远程投放、侦察、监视、预警、通信中继、导航和信息干扰等诸多任务[2-3]。

按飞行速度，临近空间飞行器可分为高速飞行器和低速飞行器两类。

临近空间高速飞行器又可分为超声速和高超声速飞行器，飞行高度涵盖20~100km，一般以火箭或吸气式发动机为动力，主要包括超声速飞机和巡航导弹，高超声速巡航导弹、高超声速滑翔导弹和可重复使用的空天飞行器等，如美国的X-43A（图2）。

临近空间浮空器发展现状及其趋势

学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 2381 临近空间的意义临近空间是地球大气层从20～100 km 高度的区域，具有稳定的气象条件和良好的电磁特性，在民用通信、军事侦察、资源探测、监视监控等领域具有广阔的应用前景，其独特的空间资源受到世界各国的高度重视，许多研究机构开展了相关技术开发与应用研究。

临近空间浮空器是开发利用这一空间资源的良好载体，其具有留空时间长、可定点驻留、覆盖区域广、效费比高以及安全性好等优点。

在20 k m高空执行长期定点监测的平流层浮空器，其效覆盖面积可达79800 km 2。

随着空间技术的发展，许多国家提出了相应的临近空间浮空器发展计划，取得了一定的成果。

2 浮空器分类临近空间浮空器依靠浮升力实现升空和维持漂浮状态，根据其形状和是否有动力驱动，主要分为气球和飞艇两大类。

临近空间气球无动力装置，主要靠排气阀排气和抛放压舱物控制上升速度和高度。

根据气球内外压差限制可将气球分为零压气球和超压气球，零压气球底部安装有一个排气阀以保持气球内外压力处于一个几近为零的小的范围，超压气球整个球体密封，当达到设计漂浮高度时气球将承受一定的内外压差。

3 国内外发展现状美国在临近空间气球研究和应用领域起步很早，其研制的气球体积、载荷和飞行时间等指标居于世界前列，N A S A 是美国研究气球的主要机构。

其研制的气球体积达到110万 m 3，载荷重量达到为3.6 t，气球最高飞行高度达到51.8 km。

美国于1997年启动超长时间飞行气球计划(ULDB)计划，该计划采用大型超压气球，设计体积约62.3万 m 3，载荷1吨，飞行高度35km，飞行持续时间100 d，可顺平流层大气环流绕地球飞行，目前已经取得阶段性成果。

美国于2008年夏天在新墨西哥州放飞了一个体积为5.6万 m 3的超压气球，升空至30.5 km。

日本的高空科学气球由日本航空宇航开发机构(J A X A )的宇宙科学研究所(ISAS)负责，1993年以来，日本在南极洲昭和(Syowa)基地建立了气球站，开展了长时间环绕南极飞行计划(PPB)，最长飞行时间25 d。

颠覆传统空战理念，临近空间飞行器有多强？

颠覆传统空战理念，临近空间飞行器有多强？临近空间（Near space）是指距地面20～100公里的空域，由于其重要的开发应用价值已经成为兵家必争之地。

而临近空间飞行器指只在或能在近空间作长期、持续飞行的飞行器或亚轨道飞行器或在临近空间飞行的高超声速巡航飞行器，具有航空、航天飞行器所不具有的优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、预警、民用等方面极具发展潜力。

上可制天、制空，下可制地、制海——飘浮在飞行禁区的“悬顶之剑”一般来讲，常规的航空器飞行高度为距离地面20km以下，航天器运行的空间则距地面100km以上，而距地面20km到100km之间的这段区域，则被称为临近空间。

临近空间包含平流层、中间层和部分增温层，是航空和航天空间之间的过渡区域，除了火箭偶尔穿越以外，那里是人类尚未开发的一片空白空间。

正是因为临近空间所处的独特环境，使得其具有得天独厚的优势，这段区域的云雨天气少见，温度几乎不变，十分适合飞行器平稳飞行。

在这里，临近空间飞行器既可以避免绝大部分地面攻击，同时也能够有效实施对地攻击和对航天器的打击，是进行空中军事活动的理想区域，发展潜力极大。

根据飞行速度的不同，临近空间飞行器包括高动态临近空间飞行器和低动态临近空间飞行器。

美国国防部与国家航空航天局共同研制的X-30飞行器就是典型的高动态临近空间飞行器，飞行速度快、机动性好，对指令反应灵敏。

低动态临近空间飞行器工作时间长，在空间驻留周期长，而且载荷量大，可作为空间站和空间实验平台。

据报道，美国计划在30km 的高空，打造一个由多个飞艇组成的永久性高空漂浮平台，用作太空飞船的高空中转站和补给站。

随着新型战略武器的不断更新和发展，临近空间飞行器的战略价值受到各国的青睐，不少西方国家已经将其列入信息化武器装备体系建设中。

近年来，美国在临近空间飞行器技术领域持续发力，美国国防部《2005-2030年无人机系统路线图》中将临近空间飞行器列入无人机武器系统的范畴，俄罗斯、英国、以色列等国也在此领域取得了初步研究成果。

飞行器控制技术研究与应用现状分析

飞行器控制技术研究与应用现状分析随着航空工业的高速发展，飞行器控制技术也因此得以迅猛发展。

飞行器控制技术是指在飞行器飞行、悬停、转向等过程中，对飞行器进行控制、调整和稳定的技术手段。

该技术不仅涉及到机械、电子等技术领域，还必须考虑到气流等外部环境因素的影响。

下文将就飞行器控制技术研究与应用现状进行分析，以期能更好地了解这个领域的发展和创新。

一、飞行器控制技术的发展历程飞行器控制技术的发展历程可以追溯至20世纪初。

最初的飞行器控制技术还很简单，主要依靠飞行员手动操纵，只有基础的机械控制系统。

后来，随着电子控制技术的发展，自动控制系统逐渐取代了手动操纵，提高了飞行器的控制效率、精准度和稳定性。

21世纪初，飞行器控制技术也开始与人工智能等前沿技术结合，开创了全新的领域。

二、现代飞行器控制技术的应用现代飞行器控制技术应用广泛，不仅被运用在商业航空、军事和太空探索等领域，还逐渐渗透到普通人的生活中，例如运动摄影无人机等。

以下是几种主流的控制系统：1.传统PID控制系统PID控制系统是一种传统的飞行器控制系统，代表了目前一部分飞行器控制技术的最高水平。

PID控制器将前馈、反馈与比例、积分、微分单元组合起来，通过设置参数，来使飞行器保持稳定。

但是，PID控制器缺乏适应性，对于复杂的飞行场景会存在局限。

2.模型参考自适应控制系统模型参考自适应控制系统是一种适应性控制系统，能够模拟控制对象，预测其行为，并根据所处环境进行调整。

此种控制系统给飞行器的性能优化提供了更广阔的空间。

3.神经网络控制系统神经网络控制系统是将人工智能技术应用于飞行器控制技术的重要手段。

该系统能够自主学习和训练，从而适应更加复杂和困难的控制环境，并提高系统的可靠性。

三、未来展望随着人工智能、机器学习等技术的快速发展，飞行器控制技术也将不断创新。

未来，飞行器控制技术可以朝着以下三个方面进行发展：1.控制系统的高精度精度是提高飞行器控制质量的关键。

飞行器控制技术研究与应用

飞行器控制技术研究与应用第一章引言飞行器作为一种重要的交通工具，其控制技术一直处于不断升级与改进过程中。

随着航空航天技术的不断发展，控制技术的水平也越来越高。

控制技术不仅决定了飞行器的安全性，还关系到其性能和经济效益。

本文将重点介绍飞行器控制技术的研究进展和应用情况，以促进该领域的发展。

第二章飞行器控制技术发展历程2.1 早期飞行器控制技术早期飞行器的控制技术相对简单，主要靠人力驾驶。

20世纪初，随着科技的发展，机械系统开始被用于飞行器控制。

在第一次世界大战期间，自动跟踪和飞行控制器的原理被提出，这是飞行器控制技术的一大突破。

2.2 现代飞行器控制技术随着计算机和自动控制技术的不断发展，现代飞行器控制技术也得到了极大的提升。

目前，飞行器控制系统已经越来越依赖于电子设备和数字技术。

飞行器控制技术的发展，使飞行器的性能和控制能力得到了很大提升，这对于实现更加安全快捷的飞行和减少人员损失至关重要。

第三章飞行器控制技术的应用3.1 通用航空领域通用航空领域主要包括通用航空、轻型飞机等。

这类飞行器的应用范围较小，但是其控制技术水平也有一定的要求。

近年来，随着自动驾驶技术和新材料的广泛应用，通用航空领域的飞行器控制技术也得到了很大提升。

3.2商用航空领域商用航空领域是飞行器控制技术应用最广泛的领域之一。

商用飞机的控制技术一直是航空工业面临的重大挑战之一，因为它们的质量大、速度快、需要对风险作出及时反应。

随着新型材料的使用和控制技术的提高，现代商用飞机的控制技术已经达到了非常高的水平。

3.3军用领域作为飞行器的主要使用领域之一，军用领域的飞行器控制技术一直处于技术的前沿。

当今飞行器的控制技术，已经从简单的人手控制发展成为全自动控制，实现了对飞行器的全程控制。

随着新型材料和自动化技术的不断发展，军用飞行器的控制技术也将继续提高。

第四章飞行器控制技术的未来发展未来，飞行器的控制技术将以数字化、先进材料、无人系统为核心，加速推进智能化、自主化和机载网络化的发展。

智能航空器的应用现状及未来发展趋势

智能航空器的应用现状及未来发展趋势随着科技的不断发展，智能航空器越来越受到人们的关注。

智能航空器是一种通过计算机控制的无人机，可以自主完成各种任务。

目前，智能航空器的应用越来越广泛，未来还有更为广阔的发展前景。

一、智能航空器的应用现状1、军事领域智能航空器在军事领域中被广泛应用。

智能航空器可以执行与飞行员有关的任务，如进行远程侦察、打击敌人或对抗无人机等。

此外，智能航空器还可以执行空中加油和灭火等任务。

2、民用领域智能航空器在民用领域中的应用也越来越广泛。

如智能航空器可以用来执行航空影像、电力输电线路巡检、管道监测、林区巡护、边境巡逻、消防救援等任务。

此外，智能航空器还可用于私人娱乐和运动领域，如航拍、红外跟踪、航空摄影等。

二、智能航空器的未来发展趋势1、智能航空器的智能化程度越来越高未来，智能航空器的智能化程度将变得越来越高。

智能航空器将使用人工智能技术和机器学习技术，以及更先进的嵌入式计算机和控制系统。

这就使得它们可以更好地完成各种任务，比如自动控制、导航、目标识别和跟踪、数据处理等。

2、智能航空器的功能更加丰富未来的智能航空器将具有更加丰富的功能。

例如，可以进行自动跟随、自主决策、环境感知、自我维护等功能。

这些新功能将使智能航空器更加多用途并更好地应对未来可能出现的任务。

3、智能航空器的建造和操作会更加便捷未来智能航空器的建造和操作将变得更加便捷。

随着3D打印技术的不断发展，智能航空器的制造成本和生产周期将减少。

另外，模块化设计和云端控制将使得操作智能航空器变得更加简单。

结语：智能航空器是未来技术发展的方向，随着科技的不断发展，其应用前景将越来越广泛。

未来智能航空器将不仅具有更加多功能，而且更加便捷、可靠。

不过，智能航空器的普及和应用必须考虑到相关安全因素。

临近空间环境对临近空间飞行器的影响

临近空间环境对临近空间飞行器的影响摘要：本文叙述了运行在临近空间的飞行器要经历的对流层和平流层的环境特点，对风速、温度、太阳辐射、臭氧、水蒸气以及高能粒子这些大气环境进行了分析，并提出了环境控制需要注意的几个问题，为临近空间飞行器的设计和应用提供了参考。

关键词：临近空间环境；临近空间飞行器一、前言临近空间（NearSpace）通常是指高度距离地面20～100km的空域，介于传统意义上航空器飞行高度（低于20km）和航天器飞行高度（高于100km）之间，也称为近空间或空天过渡区。

由于高度的差异，临近空间有着不同于空中、空间独特的环境特点，这对运行其中的临近空间飞行器在设计和应用上提出了一定的要求。

二、临近空间环境及对临近空间飞行器的影响（一）大气飞行环境以大气中温度随高度而分布为主要依据，可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层（外大气层）等五个层次。

大气层中的平流层和中间层对临近空间飞行器的影响最大。

1.对流层及影响。

临近空间飞行器在升空、回收过程中经过对流层。

对流层是最贴近地球表面的一层。

它是从地面开始至垂直对流特征消失的高度（对流层顶）为止，即从地面向上至温度出现第一极小值 -56.5℃所在高度的大气层。

对流层是接近海平面的一层大气，其厚度随着纬度与季节等因素而变化。

对流层空气质量大约占总大气质量的3/4，此层中的风速与风向是经常变化的。

空气的压强、密度、温度和湿度也经常变化，一般随着高度的增加而减少。

风、雨、雷、电等气象现象发生在这一层。

对流层中风速一般是随高度的增加而增加，但变化比较复杂，没有规律，需要实际测量。

1.5km高度以下的大气边界层由于受地面热力和地形的影响，空气运动具有明显的紊流运动特征，表现为风速和气温在时间和空间上变化激烈。

临空器在起飞及上升阶段需要穿越对流层，对流层的气象环境对临空器的上升过程有很大的影响。

因此需要对起飞的气象条件作一定的选择，尽量避免在恶劣气象条件下起飞。

临近太空飞行器及其军事应用

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情报交流
间, 以及与通信卫星之间大容量、高保密的通信; 对下, 近太空通信平台几乎不受地形限制, 通信质量受外界因素影响小。近太空通信平台将空天更紧密的联系在一起, 进一步提高空天通信网络一体化程度, 为指挥机构和参战部队提供安全、可靠的高质量通信服务。
3) 电子对抗近太空飞行器作为电子干扰对抗平台, 机动性好、覆盖范围大, 且没有人员危险, 特别是它可在目标上空长期滞留, 进行连续不间断的电子干扰与对抗。它可以干扰敌方地面和海上的警戒、搜索引导、目标指示等雷达, 延缓敌雷达发现目标, 压缩敌预警时间, 为作战飞机、导弹等提供长时间的电子干扰支援, 提高己方作战武器突防能力和生存能力; 对来袭的飞机和导弹等目标实施电子干扰, 使其偏离航线或降低命中率; 制造虚假信息源, 故意让敌方发现, 长期占用敌侦察探测系统资源, 迷惑敌方指挥人员, 扰乱其指挥决策的正常进行; 干扰敌卫星导航信号, 使其作战效能降低, 同时为己方发射导航信号, 增强抗干扰能力。 4) 运载平台近太空飞行器用于战略投送, 可以在现有防空范围以外的区域进行运输, 能做到强火力混编作战单位的大范围、高机动战略投送。美国已提出海象 ( w a lrus) 计划, 研发一种机动迅速、载重量大的洲际飞艇, 这种重型运输飞艇能在 3 ~ 4 天内将 1 800名士兵或 500 t~ 1 000 t武器装备, 投送到世界上任何地点。不仅如此, 巨型飞艇还可以像空间站一样, 成为一个近太空综合应用平台, 能将航天器运送至近太空, 使其在一定高度发射入轨; 巨型飞艇作为高空指挥所的机动平台, 机动性能好、生存能力强, 并且能够轻易获得更多的信息资源, 保证指挥所对部队实施更加有效的指挥控制; 巨型飞艇还可以作为一个近太空飞行器系统补给和维修的平台, 为其它近太空飞行器提供综合的服务保障。 5) 精确打击近太空飞行器作为武器平台, 既可以全球快速机动, 又可以长期在战区上空巡航, 一旦需要, 可以对敌地面、海上、空中目标进行静态轰炸, 相对

临近空间的应用

临近空间的应用临近空间飞行器特点及分类临近空间(Near space)，又称“近空间”、“近太空”、“近地空间”或“空天过渡区”等，指距海平面20km(接近国际公认的上限管制空域)和100km(接近国际公认的下限空间)之间的区域。

人们习惯于把航天器运行的空域范围称为航天空间，一般在距地面100km以上：航空器飞行的空域范围称为航空空间，一般在距地面20km以下。

因此，可简单地把“临近空间”理解为：现有飞机飞行的最高高度(约20km)和卫星运行轨道的最低高度(约100km)之间的空域，大致包括平流层(18～55km)、中间层(55～85km)和部分热层(85～800km)区域。

临近空间的环境有如下特点：在平流层，大气以水平运动为主，平均速度为10m/s，层内干燥，水汽、杂质很少，云雨现象少见，温度几乎不变，湿度接近于零，适合浮空器和采用吸气式动力的飞行器平稳飞行。

在这样的空间区域，既可以避免目前绝大多数的地面攻击，又可以提高军事侦察和对地攻击的精度，对于情报收集、侦察监视、通信保障以及对空对地作战等，具有极大的发展潜力。

“临近空间”飞行器具有许多特点和特长。

未来充当临近空间主角的将是气球、飞艇、高空无人机及高超声速飞行器等。

与卫星相比：一是效费比高。

气球、飞艇等临近空间平台以氦气作为上升动力，不需要复杂昂贵的地面发射设备，其研制成本、发射成本和使用成本均比卫星低得多。

廉价的浮空器每个耗资仅1000美元，带上过载战术或战役高端的临近空间平台耗资也不过百万美元，而再简单的卫星至少要耗资5000万美元。

二是机动性好。

“临近空间”飞行器既可以简单地随风飘浮，也可以机动或悬停，具有良好的可控性。

高超声速飞行器和亚轨道飞行器，在未来战争中可达到先发制人和远程快速全球打击的目的。

三是灵敏度和分辨率高，技术难度较低，易于更新和维护。

由于可接收到卫星接收不到的低功率传输信号，所以对地观测的分辨率通常比卫星高。

与飞机相比。