[科普中国]-滑翔斜率

飞行器不依靠动力,利用空气浮力在空中滑行，称为滑翔。滑翔斜率指的是使再入轨迹平滑切换到拟平衡滑翔状态，避免产生跳跃轨迹，需要引入初始下降段，再入轨道的斜率。滑翔斜率对飞行器的安全滑翔具有重要意义。

飞行器上升段最优飞行轨迹设计是飞行器总体设计中的主要技术之一。由于飞行器在上升段的运动数学模型存在较强的非线性与耦合性，在求解上升段的最优飞行轨迹的问题上具有一定的难度1。

大气层内上升段是助推-滑翔导弹的初始阶段，其任务是运送有效载荷（即弹头）到达指定的交班点。目前，大气层内上升段制导通常通过姿态控制来实现，即通过对姿态的跟踪，间接跟踪参考轨迹，飞行过程不进行姿态调整。这种开环制导方式具有低成本和稳定性好等优点，但是无法修正飞行过程中气动力或者推力等扰动造成的误差，可能会导致飞行轨迹存在较大偏差。因此，以美国为主的航天大国纷纷致力于闭环制导技术的研究，闭环制导能够在线实时地修正制导指令，极大地提高了制导精度，从而保证助推-滑翔导弹上升段的交班条件在允许的偏差范围内，这对整个任务而言是非常有意义的。

动压、法向过载、驻点热流等约束构成了高度的下边界，这些约束由飞行器的总体参数决定，可理解为“硬约束”，必须严格执行。拟平衡滑翔约束构成了再入走廊的下边界，这个约束能够有利于减少弹道跳跃，是一个“软约束”，在飞行过程中是不必严格执行的。

通常情况下，飞行器的再入初始条件不满足拟平衡滑翔条件。为了使再入轨迹平滑切换到拟平衡滑翔状态，避免产生跳跃轨迹，需要引入初始下降段。平滑切换的评判准则是在高度-速度剖面内，寻找一个满足QEGC的转移点，使再入弹道的斜率dh /dv与QEGC的斜率(dh/dv)"保持一致，并且平滑切换的成功表示了初始下降段的结束。其平滑切换的评判准则为：

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