A284-飞机总体设计-matlab-SRR-DT08-超高声速飞行器-

ＤＴ０８－超高声速飞行器X-fly SRR报告

任务陈述

设计一种可空间再入、中空高速机动、低空滑翔着陆、可重复使用的新型无人飞行器。临近空间高超声速飞行器主要是指临近空间区域内（20-100km）飞行，飞行马赫数大于5，并完成特定任务的飞行器，也称之为高超声速飞行器。

市场和顾客

1.市场规模

1)高超声速无人机市场竞争优势：无人机体积小、造价低、成本损失几率

小，成为当今飞机发展的一个趋势。可广泛地应用于军事侦察、地质测绘、气象减灾、电力巡查等军民领域的方方面面。特别是在军事方面，HUAV 的军事价值突出。它具有速度快、反应时间短、突防能力强、效费比高等特点，能够根据指挥员的作战意图进行有针对性的高空高速侦察和突防，可对敌方重要目标进行直接打击，也可作为远距离突袭的武器发射平台。这些特征具有非常重要的战略意义。谁掌握了HUAV的技术，就等于拥有了战争的主动权。

2)分析方法：根据该产品的市场特征，我们将此市场定义为“产品或行业

相对垄断，供应和消费行业都较为集中的行业。”针对此市场特征，分析方法为“同时采集供应端和消费端数据，并进行数据交叉验证”。供应方面，目前掌握高超声速无人机技术的单位和国家并不多，所以高超声速无人机的供应商比较少，属于供应相对集中且产品数量少的情况。消费方面，由于高超声速无人机具有其独特的高效费比的特性，所以无论在军方市场或是民用市场，都有较大的需求，且根据Bases ⅡModel模型分析得出，目前且未来的很长一段时间内，高超声速无人机市场处于供不应求的状况。

2.用户需求

1)市场细化

针对不同的市场需求，我们将市场初步细化为军方市场和民用市场，针对不同市场，我们提出不同的用户需求。

需求详述：

军方需求：要求高超声速无人机有很高的飞行高度，极快的飞行速度以及较强的侧向机动性，以防止敌方发现。

民用市场：要求高超声速无人机在满足其一定性能要求的同时，具有相对较低的成本，已达到高收益的目的。

2)需求与潜在需求分析

由于现在的高超声速无人机自身复杂的气动特性以及采用了诸如超声速燃烧式冲压发动机、机体/发动机一体化等先进技术，使得高超声速技术也面临着大量的难题。从而使现在的市场需求量基本接近于市场最低量。但我们有理由相信，随着高超声速技术的不断研发和新型飞机的出现，巨大的市场潜量将逐渐被挖掘出来。

相关竞争实施方案

1.高超声速无人机与相同功能的陆基系统

陆基，指的是陆上基地。某种大型武器以陆上基地或平台为常规出发基地，即可称为陆基武器。

我们以先高超声速巡航导弹为例来进行说明。

高超音速飞行器可以承担全球实时侦察、快速部署和远程精确打击任务，将大大改变未来战争的样式。尤其是最容易实现的高超音速巡航导弹，相比一般巡航导弹有如下优势：

1、反应速度

亚音速巡航导弹打击1000公里外的目标需要1个多小时，高超声速巡航导弹只需要不到10分钟。

2、突防能力

现有的巡航导弹主要依靠超低空飞行与隐身技术突破防御，由于速度太慢，

暴露后很容易被拦截，在科索沃战争中就有数十枚“战斧”遭击落。而就在高空飞行的高超音速巡航导弹来说，现有的防空武器对它基本无计可施。

3、破坏能力

高超音速武器具有惊人的动能，对钢筋混凝土的侵彻深度可达十几米，特别适合打击深埋于地下的指挥中心等坚固目标。

4、技术先进

高超音速巡航导弹技术先进，其开发研制仍面临不少难关，如推进技术、一体化设计、材料工艺等，其他许多国家攻关多年一直未有成果。由此可见，高超声速巡航导弹较之一般导弹具有相当大的优势，因此，在战场上，可在高超声速无人机上装载侦察设备和精确制导武器，用于侦察和攻击世界各地的重要目标，或伴随高超声速巡航导弹执行战场毁伤评估与侦察任务。

然而，尽管高超声速巡航导弹性能优良，但毕竟功能较为单一，主要集中于对地攻击、远程打击。而高超声速无人机与之相比却具有更加广泛的用途，它不仅可以对地攻击，还可用作他用，例如作为靶机、侦察监视、实施干扰、校射作用、通信中继、运输能力等。

2.高超声速无人机侦察监视的用途与载人侦察机的比较。

侦察机，专门用于从空中获取情报的军用飞机。现代战争中的主要侦察工具之一。按遂行任务范围，分为战略侦察机和战术侦察机。战略侦察机一般具有航程远和高空、高速飞行性能，用以获取战略情报，多是专门设计的。战术侦察机具有低空、高速飞行性能，用以获取战役战术情报，通常用歼击机改装而成。侦察卫星的出现，取代了相当一部分侦察机的作用。另外由于防空导弹的发展，使侦察机深入敌方的飞行变得日益危险。但侦察机仍得到继续发展。有人驾驶侦察机主要执行在敌方防空火力圈之外的电子侦察任务，大部分深入敌方空域的侦察任务由无人驾驶侦察机来执行。虽然侦察机的“隐身”技术正在得到应用和发展，以提高侦察机的生存能力，但就目前各国的军事反侦察系统老看，这对驾驶员来说仍是一种不容忽视的安全隐患，甚至是威胁。而高超声速无人机的出现显然弥补了这一缺陷。它可以在保障人安全的同时完成侦察任务。这不可不谓是一举数得。

运行理念

潜在的应用对象

从作战层次上来看，高超声速飞行器飞行高度介于传统航天器和航空器之间，因此在对地观测分辨率、电子对抗战效果等方面优于卫星等航天器；而在通信服务覆盖范围、侦察视场范围等方面优于飞机等航空器。从作战效能上来看，高超声速飞行器飞行速度大，可在瞬时跨越巨大时空，具备突防能力强和杀伤威力大两个显著特点。

载荷能力

1枚高超声速巡航导弹(投放高度12-15km，质量为120-200kg)

4枚小直径炸弹GBU-39/B Block 1（质量为130kg*4）

6枚广域自主搜寻目标弹药WASAAM（36.8kg*6，射程185公里的世界最小LOCAAS 侦察攻击巡航导弹）

典型任务剖面

任务编号任务段名称任务段数据

0 起飞可采用火箭发动机将飞行器发射入100km高度的空间轨道或者直接从空基系统起飞，起飞时间3min

1 再入大气层起始高度为100km，终止高度为60km 起始速度为20Ma,终止速度为12Ma

2 高超音速可控飞行飞行高度为20-60km范围内，速度为10-12Ma

3 无动力滑翔，投弹，着陆飞行高度为20km以下

下图是美国高超音速无人机X-43的飞行剖面，可参照：