临近空间飞行器的种类及军事应用

位置 ， 完成任务后可安全 回收。与卫 星和传统 飞机 相 比， 临 近空间飞行器具有其 自身的显著特点 ， 可以作 为卫星 和飞机
的有 效补 充 。
发挥作用 ， 但气 象状 况远远好 于航 空空间 ， 并且 它距地 面与
外太空相 比又近很多 … 。因此 ， 此空 间对 于情报 收集 、 军 事
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８—０ ６
作者简介 ： 毕建忠（ 】 ９ ６ ８ ．） ， 男， 大学本科 ， 主要研 究方向通信和 自动控制。 赵志峰（ １ ９ ７ ８ 一） ， 男， 讲 师， 研究生 ， 主要研 究方向光纤通信 。
山西 电子技 术 ２ ０ １ ３年第 ６期
文章编号 ： １ ６ ７ ４ ． ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ ． ０ ０ ４ ５ ． ０ ２
通 信 技 术
临近 空 间在 军事通 信 中的应 用分 析 与研 究
毕建 忠 ，赵 志峰
（ 总参通 信 练基地 ， 河 北 宣化 ０ ７ ５ １ ０ ０ ）
侦察 、 通信 以及 对地 对空作 战都有很 好的 开发利用 前景 ， 是 将来具有重要军事战略价值 的空域 。
１ ． ２ 临 近 空 间 的通 信 系统 特 点
临近 空间通信 系统 的出现被认 为是通 信领域 的一种革 命性 变革 ， 虽然 目前 在国际电信联 盟的划 分中还属 于地 面通 信范畴 ， 但今后 它有可能成 为地面通信 和卫 星通信之外 的第
卫星（ 距地面 ８ ０ ０ ｋ ｍ） 的二 十分之 一。因此 ， 它 可 以为 低 功
信保障服务 。临近空 间通信系统与其它通信 系统相 比， 有其
独 特 的优 势 。 １ ． １ 临近 空 间 的通 信 平 台 特 点

临近空间的概念近空间（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而在国际上引起广泛关注。

近空间飞行器是指只在或能在近空间作长期、持续飞行的飞行器，其具有航空、航天飞行器所不具有的作用，特别是在通信保障、情报收集、远程打击、快速突防、电子压制、侦察监视和预警等方面极具发展潜力。

为了研讨近空间飞行器的关键基础科学问题，探讨发展近空间飞行器的有效途径，国家自然科学基金委员会数理科学部于2006年4月17～18日在北京组织召开了“临近空间飞行器的发展趋势和重大基础科学问题研讨会”。

此次研讨会得到了中国人民解放军总装备部、国防科学技术工业委员会、中国航天科技集团公司、中国航空工业第一集团公司、中国科学院和高等院校等相关部门和专家的高度重视和积极响应。

国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜院士、副主任沈文庆院士、国家两弹一星功勋奖章获得者王希季院士，国家最高科技奖获得者、载人航天工程总设计师王永志院士，中国人民解放军总装备部、国防科学技术工业委员会、航天航空部门有关领导以及相关领域专家80余人出席了会议，其中中国科学院院士、中国工程院院士20人。

国家自然科学基金委员会计划局、政策局、办公室、数理科学部和工程与材料科学部等有关同志参加了会议。

开幕式由数理科学部常务副主任汲培文研究员主持，陈宜瑜主任在开幕上发表重要讲话。

他首先介绍了科学基金目前的形势，2006年基金受理情况和资助计划，以及“十一五”期间科学基金的发展态势。

他强调指出：1.科学基金在国家创新体系中的战略定位是“支持基础研究，坚持自由探索，发挥引导作用”，新时期的工作方针是“尊重科学，发扬***，提倡竞争，促进合作，激励创新，引领未来”；2.基础研究所涉及的科学问题包括科学自身发展和经济社会发展“两个来源”，其发展受“双力驱动”。

从科学基金资助实际情况看，经济社会发展需求对基础研究的推动力已经大大超过单纯的科学自身发展的吸引力，基础研究不应再区分为纯基础研究和应用基础研究；3.“十一五”期间，科学基金要积极促进学科均衡、协调和可持续发展，花大力气支持优秀人才成长，培养和造就一批具有国际影响力的杰出科学家和进入国际科学前沿的创新团队；4.经过试点证明，重大研究计划是一种比较成功的资助方式，但现在看来还不够成熟，需要进一步探索实施的模式。

与空间飞行器配合的应急指挥系统在区域通信中的应用探讨编著：路跃新关键词：无人机临近空间飞行器卫星通信应急通信指挥系统GPS和非GPS定位快速构建立体指挥信息网络摘要部分低空无人飞行器和临近空间飞行器的特性以及军事领域的应用现状，探讨C4ISR技术、结合3S技术对未来建成后的区域性突发事件应急处理指挥调度系统提供有力的技术支持和指挥决策依据。

阐述了低空无人机和临近空间飞行器在地理环境及现场事件发生态势等多方面的关键作用。

利用并尽可能整合已有产品构架一个具有完整体系的多用途、多功能、全天候的快速立体信息通信网络指挥系统。

引言区域性突发事件应急指挥系统作为一种能够及时提供指挥人员决策依据的现代化装备，已成为以“非接触远程精确判断”为主要特点的新概念思想的重要内容，在和平年代的军事演练以及突发性事件处理中发挥其重要的地面协同作战指挥和救助作用。

通过安装空间飞行器上面的转发器和地面固定、移动的指挥平台组成微蜂网形成指挥网络。

快速把握区域环境和现场态势必将成为今后一个时期的信息技术热点。

1.C4ISR概述空间飞行器作为载体，是C4ISR系统的重要依托。

C4ISR是美国最先进的军事指挥操作系统，是以信息与通信技术为核心，是Command,Control,Communication,Computer,Intelligence,Surveil lance,Reconnaissance（指挥、管制、通信、计算机、情报、监视、侦察）英文的简写。

加装有GPS的空间飞行器，可以准确的将图片资料发送的同时提供该资料的空间地理位置坐标，再结合指挥中心安装的GIS地球物理信息系统，可以很直观的显示欲知区域的态势。

C4ISR 系统的作业方式如下：监视系统与侦察系统（如雷达、预警机、敌我识别器、侦察机、卫星、网络等）所获得的情报资料，由通信系统传入作战指挥车或作战中心，将敌我双方的位置、运动、速度、行为等战场场景提供给指挥官与作战参谋人员，指挥官根据战场场景及参谋建议，下达命令。

Ｔｒ ｃ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｙ ｒ ｏ ｉ ｒ ｒ ｆ ｎ Ｎｅ ｒ Ｓ ｃ ａ ｋ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆ Ｈ ｐｅ ｓ ｎ ｃ Ａｉ ｃ ａ ｔ ｉ ａ ｐａ ｅ
ＧＵＡＮ Ｘ ｎ，Ｚ ｉ ＨＡ０ Ｊｎ ｉｇ，ＨＥ Ｙｏ ｕ
（ｎｔｕｅｏ ｆｒ ａｉ ｕｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｙＡ ｉ ｉ ｎｉｅｒ ｇＡ ａｅ ｙ Ｙ ｎ ｉ ６０ １ Ｃ ｉａ Ｉｓｔｔ ｆｎｏｍ ｔ ｎＦ ｓ ｎＴ ｃｎ ｌ ｙ Ｎ ｖ ｖａｏ Ｅ ｇ ｅｉ ｃｄｍ ， ａｔ ４０ ， ｈ ） ｉ Ｉ ｏ ｏ ｏ ｔｎ ｎ ｎ ａ２ ｎ
第３ ２卷
第 ８期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ １年 ８月
【 武器装备】
临近 空 间高超 声 速 飞行 器 跟 踪 技 术
关 欣， 赵 静， 何 友
２４ ０ ） ６ ０ １ （ 军 航 空 工 程 学 院 信 息 融合 技 术 研 究 所 ， 东 烟 台 海 山
摘要 ： 介绍 了临近空 间及 临近空 间飞行器 的特点 ， 分析 了临近空 间高超声 速飞行器 的运动特性 ， 出 了关 于临近空 提
临 近 空 间 飞 行 器 是 指 工 作 于 临 近 空 间 并 利 用 临 近 空
间独有 资源和特点来 执行一 定任 务的一类 飞行器 。临近空
间飞行器的划分方法有很 多种 ， 这里按照 飞行 的速度可 以分 为高速和低速临近 空间飞行 器。低 马赫数 的飞行器 主要用 于情报收集 、 侦察监视 、 信保障 ， 通 如升力式 、 浮力 式 、 浮一 升
的平 均功率在数千瓦 的量级 。根据 微波 电真空器件 的水平 ， 雷达发射 机的功率至少还可 以提 高一个数量 级 ， 国外对情报 雷达 的功率 已达数 十 千瓦 。二是 增 大天 线有 效 孔 径 面积 。 从理论角度考 虑 ， 增大 天线 孔径 ， 波束变 窄 ， 而增加搜索 则 进

基于临近空间的目标探测及宽带通信唐志华(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄市050081)摘　要　临近空间是未来军事装备体系发展的一个重要领域。

在区域性应用中具有组网灵活、快速机动、定点不间断持续侦察和性价比高等优势。

介绍了国内外对临近空间及临近空间飞行器的开发和研制情况,给出了基于临近空间的目标探测模式。

通过论述平流层通讯体制,探讨了利用宽带数据链和多数据链融合技术构建临近空间传感器网络以支持协同探测的技术途径。

关键词　临近空间飞行器;无人飞艇;宽带数据通信中图分类号　V11 文献标识码　A 文章编号　1003-3106(2007)11-0028-03T arget Acquisition and B roadband CommunicationsB ased on N ear 2space V ehiclesT ANG Zhi 2hua(The 54th Research Institute o f CETC ,Shijiazhuang Hebei 050081,China )Abstract This paper introduces the research and development of near 2space vehicle in the w orld and presents the target acquisition architecture based on near space and broadband communications based on high 2altitude airships.Based on stratospheric communication system description ,we discuss the technical approach of constituting near 2space sens or netw ork to support coordinated acquisition by using broadband datalink and multi 2datalink fusion technique.K ey w ords near 2space vehicle ;unmanned airship ;broadband communications收稿日期:20072062120　引言近空间(Near space )通常是指20～100km 的高空,其下面的空域(20km 以下)是传统航空器的主要运行空间,其上面的空域(100km 以上)是航天器的运行空间。

本文2010 03 08收到,郭蓬松、商长安、龙光正均系空军工程大学导弹学院讲师,晏峰系海军广州舰艇学院讲师临近空间平台反隐身飞机对策研究郭蓬松 商长安 龙光正 晏 峰摘 要 隐身飞机以其RCS 低、机动性强、攻击精度高等作战特性对防空武器系统构成了巨大的威胁,并将成为未来空天战场的主战装备。

分析了临近空间平台的特点及研究现状,介绍了临近空间平台抗击隐身飞机的总体设计,探讨了临近空间平台反隐身飞机作战的对策。

关键词 临近空间 反隐身飞机 对策引 言隐身飞机具有隐身性能好、攻击精度高、超机动性、信息把握能力强等作战特性,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合,大大提高了其作战效能,改变了攻防战略平衡,尤其是在近几次局部战争中,隐身飞机均担负着作战的首攻任务,其低可发现率、高精确度作战能力对战争的进程和结果起着决定性的作用。

因此,如何防御隐身飞机对防空系统日益严重的威胁,成为当前研究的热点课题。

目前,采用频域(米波、毫米波)、双(多)基地、雷达组网、空中预警机、卫星等多种反隐身探测技术手段,结合目前先进的防空武器装备,能够有效地抗击隐身飞机。

随着科技的不断进步,隐身飞机将不断发展和完善,其RCS 会越来越小,高度将不断提升,作战半径也在不断增大,这就对防空作战系统的反应时间、拦截速度和制导精度等提出了更高的要求,仅仅依靠地面和空中平台抗击隐身飞机将面临非常大的危险性。

临近空间平台具有可持续对同一地区进行不间断覆盖、与空中飞行目标距离近、滞空时间长、载重大等特点,在区域情报、监视、侦察、导航、空中打击等方面显示出其独特的优势,将为反隐身飞机提供更可靠、更有力的保障。

1 临近空间平台作战特点临近空间一般是指距地面20km ~100km 的空域,其下空域是传统航空器的主要运行空间,其上空域是航天器的运行空间。

临近空间平台是指能够在临近空间区域长时间进行情报、监视、侦察(I SR)和通信的可靠平台,与作战飞机和人造卫星相比,临近空间平台以独特的工作空间范围和工作方式在执行相同的战略战术任务时有着得天独厚的优势。

•工程应用*航天电子对抗2019年第6期临近空间的武器装备发展及趋势简析马少维（中国人民解放军31511部队,北京100166）摘要：临近空间武器装备因其威胁性强、探测范围广、性价比高等优点，已成为当前世界各强国的发展重点。

总结了临近空间武器装备的发展现状，探讨了临近空间武器装备的主要应用，分析指出临近空间武器装备发展需解决的问题，以期为临近空间武器装备发展提供有益参考。

关键词：临近空间；武器装备；关键技术；高超声速中图分类号：TN97文献标识码：ACurrent development and future trends of near-space weaponryMa Shaowei(Unit of31511of PLA,Beijing100166,China)Abstract:Near-space weaponry,due to its high threatening,wide scope and cost efficiency,has become one of the major development focuses for many great powers.The status quo is summarized,the main applica­tions are discussed and the emerging issues of near-space weaponry development are analyzed in the hope forbeneficial feedbacks to expedite related development.Key words:near space；weaponry；key techniques；hypersonic speedo引言进入21世纪以来，世界各军事强国争相开展了“制临近空间权”的角逐。

抢先进入临近空间、控制临近空间和利用临近空间，已成为当前世界各国国家安全和军事发展战略的重要内容。

• 1.它可以利用大气中的氧气做为氧化剂，所以冲压发动机在 高超声速飞行时，经济性能显著优于涡喷发动机和火箭发动 机；发动机内部没有转动部件，结构简单，质量小，成本低 ，推重比高。
• 2.冲压发动机也有某些缺点：不能自身起动，需要助推器加 速到一定速度才可工作，但这个缺点并不突出；对飞行状态 的改变较敏感，当在宽马赫数范围内飞行时，要对进气道进 行调节，这样使得进气道结构复杂。
（5）波系配置难 进气道预压缩段与进气道入口段存在较为 复杂的激波誉膨胀波系，激波与边界层发生干扰之后，还会 在流场中产生更为复杂的波系结构，因此对波系进行合理配 置存在较大困难
• 过程H--2为绝热压缩, 在进气道中实现; 2--3 为等压加热, 在燃烧室中进行; 3--4 为绝热膨胀, 在尾喷管中完成; 4-H 为工质在大气中冷却的过程. 在实际工作工程中, 由于存 在多种因素导致的流动与热量损失, 冲压发动机的实际工作 效率会低于布莱顿循环的效率.
理想的冲压发动机的工作循环示意图
超燃冲压发动机技术
超燃冲压发动机技术
高超声速飞行器是指以吸气式及其组合式发动机
为动力, 在大气层内或跨大气层以Ma5 以上的速
度远程巡航飞行的飞行器. 高超声速飞行器主要
在临近空间, 以Ma6 » Ma15 的高速度巡航飞行,
其巡航飞行速度、高度数倍于现有的飞机;同时 由于采用吸气式发动机, 其燃料比冲远高于传统 火箭发动机, 而且能实现水平起降与可重复使用 , 因此空间运输成本将大大降低. 高超声速飞行 器技术的发展将导致高超声速巡航导弹、高超声 速飞机和空天飞机等新型飞行器的出现, 成为人 类继发明飞机、突破音障、进入太空之后又一个 划时代的里程碑.
革命性的动力系统
• 首先, 由于巡航飞行马赫数远远高于传统战斗机, 现有的 吸气式发动机已不再适用. 当马赫数高于3 时由于进气道 激波产生的压缩已经很强, 不再需要压气机,而应当采用 冲压发动机; 而当马赫数达到6 左右时, 气流的总温已达 1500K以上, 传统的亚声速燃烧冲压发动机效率大大降低; 而如果保持进入发动机的气流为超声速, 在超声速气流中 组织燃烧, 发动机仍能有效地工作, 这就是超声速燃烧冲 压发动机(scramjet-supersonic combustion ramjet, SS CR). 超燃冲压发动机在Ma6 以上的性能远高于亚燃冲压 发动机, 它能工作到Ma12 » Ma15 左右

（ 2） 高效太阳能电池与储能技术 平流层飞艇等低速临近空间飞行器通常以太 阳能电池为电源系统，但高空稀薄环境下，应尽可 能降低动力与能源系统等服务载荷的重量，且在 没有补给的长时间工作过程中，必须为有效载荷 以及服务载荷提供足够能源以维持飞艇的正常工 作。因此，先进的能源技术是浮空器能投入使用 的一个关 键 环 节［16］。 高 效 化 合 物 半 导 体 柔 性 薄 膜太阳能电池具有柔性和轻重量的特性，特别适 合作为浮空器平台的电源系统。柔性薄膜太阳能 电池的主要缺点是它们的转换效率比单晶硅小得 多，目前批量生产的太阳能薄膜电池的效率小于 10% 。而目前国际上柔性薄膜太阳能电池的比功 率已达到 640W / kg，能满足平流层飞艇的使用要 求。因此，柔性薄膜太阳电池是平流层飞艇平台 关键技术之一。 传统的太阳能 － 蓄电池能源体系已不能适应 平流层飞艇对能源系统的要求。随着国内外燃料 电池关键材料及其研制技术的进步，再生燃料电 池发电系统的研制有望解决这一难题。以水为储 能介质的再生燃料电池系统，与太阳能电池阵配 合使用，能实现重复使用及储能。所以，再生燃料 电池发电系统与太阳能电池配套，可构成可靠的 平流层飞艇供电系统。另外，先进的飞轮储能充 放电系统单位储能可达到 20 ～ 60W·h / kg，而镍 氢电池储能密度小于 10W·h / kg，采用飞轮蓄电 池可减轻飞行器能源舱的重量。 （ 3） 高性能高效率结构与材料技术 临近空间飞艇或浮空器靠其气囊内所充入的 氦气获得升力，从而克服其自身的重量达到在高 空定点飞行的目的。而氦气又具有较高的渗透 性，要长时间维持平台在高空定点停留，则氦气囊 材料气密性必须非常高。对主气囊材料，除气密 性要求外，还要承受所有的气动、结构载荷。囊体 材料的结构重量是整个飞艇平台重量的主要部 分，减小材料单位面积的重量是提高整个平台设 计水平的重要环节。另外，由于在高空环境长期 工作，对囊体材料还有抗紫外线、抗老化的要求，

临近空间高超声速滑翔机动GNC技术第26卷第4期2007年l2月计算技术与自动化ComputingTechnologyandAutomationV ol,26.No.4Dec.2007文章编号:1003—6199(2007)04—0089～03临近空间高超声速滑翔机动GNC技术翟华,何烈堂,周伯昭(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘要:临近空间飞行器利用临近空间独特的环境特点,采用升力体构型,基于助推滑翔式弹道,实现高超声速滑翔和机动,极具发展潜力.介绍临近空间高超声速飞行器的发展历程,根据其飞行特点深入分析临近空间高超声速滑翔机动飞行所需的高精度GNC技术,并对其发展前景进行展望.关键词:临近空间;高超声速;滑翔机动;GNC中图分类号:V4482文献标识码:A GNCTechnologyofHypersoarGlidingManeuverNearspaceZHAIHua,HELie—tang,ZHOUBo—zhao (CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniversityofDefenceTechnolog y,Changsha410073,China)Abstract:Innearspaceuniqueenvironment,adoptingliftbodyconfiguration,thehypersoarg lidingmaneuvertechnologybasedonboost—glidingtrajectorypossessesagreatdevelopingpotential,Inthispaper,thedevelopingphasesofhypersoarflightvehiclesareintroduced,andinparticularhighprecisionGNCtechnologyneededbynearspacehypers oarglidingmaneuverisanalyzedonba—sisoftheflightcharacteristicsofthevehicleAtlast,aforegroundexpectationaboutthetechnol ogyispresentedinthisarticle.Keywords:nearspace;hypersoar;glidemaneuver;GNC1引言临近空间是指距地面20～100km的空域,大致包括大气平流层,中间层和部分电离层.临近空间在通信保障,情报收集,电子压制,预警等方面极具发展潜力,其重要的开发应用价值在国际上引起了广泛关注_J.美国空军和NASA在上世纪中后期就开始了高超声速飞行器的研究试验,2004年x一43A飞行实验的成功l2J更给高超声速技术的研究带来了新的希望.美国国防高级研究计划局(DARPA)目前正在同空军联合执行"猎鹰"(从美国本土进行军事力量应用及发射,简称FALCON)计划,近期目标(2010年以前)是研制出通用航空器(CA V)和小型发射火箭(SLV);远期目标(2025年)是研制出高超声速巡航飞行器(HCV)L3J.美国高超声速飞行器的发展历程如图1所示."猎鹰"计划的飞行器利用临近空间独特的环境特点,采用升力体构型实现高超声速飞行或滑翔,能够实现远程,快速,精确打击和ISR任务,由于飞行速度高,机动能力强,具有相当高的突防概率,是一种非常重要的新型战略威慑和战术运用武器平台_4J.然而,超高速飞行的机动能力,远程的精确打击,无疑是对现有GNC技术的巨大挑战,因而先进的制导,导航与控制技术成为"猎鹰"计划亟待突破的关键技术之一.2临近空间高超声速飞行的特点高超声速机动飞行器通常在大气上层或边缘的临近空间进行任务目标飞行.地球表面的大气层无明显上限,但其各种特性在垂直方向上的差异非常明显.如随高度的增加,大气压力和密度会快速衰减而趋于真空.因此,高超声速飞行在大气稠收稿151期:2007—09—29作者简介:翟华(1980一),女,河南郑州人,博士研究生,研究方向:飞行器动力学,制导与控制(E—mail:gzjnudt@263,net);周伯昭(1946一),男,湖南长沙人,教授,博士生导师,研究方向:飞行器动力学,制导与控制;系统建模与仿真.计算技术与自动化2007年l2月密区与稀薄区的技术问题或难点有很大的不同.在大气层边缘,高超声速机动飞行所遇到的空气阻力和气动加热大为减少.如美国跨大气层高超声速飞行试验机X215,飞行试验的马赫数为6.7,最大飞行高度107.8km,其机身温度最高仅为704℃,并可获得较大的升阻比,利于机动飞行和远程攻击突防.同时,因其约2/3的时间飞行在大气稀空军NASA航天飞机I(80年代)I空军3高超声速高精度GNC技术基础技术研究NASPX.33X.34X.37X.40OSPX.43薄边缘,相当部分的气动热以辐射形式散入空间, 这样可减小燃料消耗和飞行器的平均热载荷,从而增大任务活动半径和降低热管理的要求.临近空间高超声速机动飞行器通常先用火箭助推或由母机携带至一定高度,获得预定飞行速度后分离脱落或投放,然后飞行器自行启动,加速和爬升,作机动或循环机动以实施任务目标飞行.空军CEV(21世纪初)SMVCA V(21世纪初)图1美国高超声速飞行器发展历程GNC系统是飞行器的大脑与神经系统,高精度的导航,制导与控制技术是临近空间飞行器完成作战任务的根本保证.临近空间飞行器要在环境极其复杂的亚轨道空间作超高声速飞行,由于稀薄大气的影响,使得飞行过程中会出现长时间的黑障区,卫星导航,天文导航的使用受到限制.临近空间环境的不确定性,使得终端状态的精确预测十分困难,因而要求制导方法具有自适应能力.高超声速飞行器全航程飞行过程中,空气密度低,气动控制效率低,可采用喷射反作用控制系统(RCS)作为执行机构,但RCS喷流与飞行器流场之间存在复杂的相互干扰问题,直接力/气动力复合控制方法在分析上也存在很多困难,而新概念控制方式仍存在一系列问题.因此,作战任务与飞行环境给GNC系统的设计提出了大量复杂的约束和极高的要求,要求GNC系统必须能够适应飞行环境的剧烈变化并以较高的末端精度完成作战任务.3.1动力学与制导技术3.1.1多约束下弹道优化技术弹道优化要求在满足多种约束条件下,充分考虑临近空间飞行器的任务目标,对整个弹道进行优化设计.CA V就采用了非常规的助推一滑翔一跳跃式弹道l5J,即一种势能和动能互换的周期性弹道,具有很强的远程突放能力.由于防御系统对弹空军猎鹰计划SLVc(2010年)HCVCA V(2025年)道导弹轨迹的预测是将弹道限定在一个管形区内, 逐渐缩小预测弹道管形区的半径,当其足够小时, 就可以发射拦截器进行拦截,若弹道跳跃的幅度越大,管形区的面积就会越大,从而给防御系统的管形区预测带来更大的困难.因此,加大弹道跳跃的幅度是提高突防能力的重要手段.这就需要选用适当的优化策略,在满足多种约束的条件下,优化各种控制参数,使得飞行器航程最远或是弹道跳跃的幅度最大,最大程度地隐蔽导弹的飞行弹道,以有效地提高临近空间飞行器的作战效能.3.1.2滑翔控制技术航程是衡量邻近空间飞行器作战能力的重要指标,应通过飞行器总体设计与制导系统设计,使其航程满足要求.临近空间高超声速飞行器一般都具有较远的航程,借助滑翔控制技术它可以对远程目标进行精确打击.其原理是利用飞行器在飞行中产生的升力与重力平衡,升力主要由飞行器自身的升力体结构和动力舵控制来实现,同时可通过调整滑翔规律参数(如舵偏角)进行制导控制,以满足滑翔控制和导引精度要求l6J.滑翔控制技术是实现临近空间飞行器远程精确打击的关键技术之一.3.1.3快速发射及弹道重构技术快速发射技术即飞行器接到任务命令后,在极短的时间内投入使用的能力."猎鹰"计划要求高速无人飞行器和相关的滑翔武器能够在2小时内将传统的非核武器从美国本土投送到地球的任何地方.彻啤第26卷第4期翟华等:临近空间高超声速滑翔机动GNC技术自适应弹道重构与控制(AdaptiveTrajectorv ReshapingandControl,简记为ATRC)是临近空间高超声速飞行器的一种先进制导控制技术.当飞行器在飞行过程中接收到作战指令,改变作战任务时,能够迅速地根据当前位置和目标位置制定制导策略,即要求飞行器具有在线实时自适应制导能力[.3.2先进控制技术3.2.1气动布局与控制机构布局在高超声速飞行条件下,具有高升阻比是确保临近空问飞行器滑翔达到很远的航程(几千公里以上)的必要条件.对于长时间飞行的高超声速飞行器来说,实现高升阻比与降低防热要求通常是矛盾的.一般情况下,高超声速高升阻比飞行器的头部与翼前缘的气动外形比较尖,必然会产生高加热问题,给防热系统设计带来压力;还可能出现横向和纵向气动特性不对称,即横向压心和纵向压心一般相距较远,在实际应用中会引起纵,横向稳定性不匹配的问题,给飞行器的稳定飞行和控制带来很大的困难.此外,理论上升阻比很高的外形往往无法满足装填性能要求,在实际工程设计中需要综合考虑气动与装填的要求.这些问题需要很好的协同解决,抑制高升阻比气动外形的负面效应.控制机构的布局对控制系统设计影响重大,合理高效的控制机构布局有助于提高控制系统的稳定性和可靠性.携带动力系统的HCV,其控制系统的布局有别于无动力的CA V,控制系统设计还必须考虑推力变化对控制系统稳定性的影响. 3.2.2自适应控制方法由于CA V特别是HCV飞行速度高,机动范围大,飞行器状态参数变化大,对控制系统稳定性和可靠性提出了更高的要求.临近空间高超声速飞行器一般采用两种或多种导航方式相结合的组合导航技术,并采用具有自适应能力的制导与控制系统.变结构控制是控制系统的一种综合方法,已被用于解决复杂的控制问题,其主要特点是滑动模态具有对系统摄动及外干扰的不变性,即理想的,完全的鲁棒性8J.变结构控制的设计主要包括两方面:①选取切换面(滑模面),使滑动运动渐进稳定, 动态品质良好.②选择控制律,使满足到达条件,即切换面以外的相轨线于有限时间内到达切换面. 相应地,变结构控制系统中的运动包括位于切换面之外的趋近运动和位于切换面之上的滑动运动,而过渡过程的品质决定于这两段的运动品质.4前景展望近年来,国际上关于高超声速飞行器的研究兴趣不断增加,不断有新的研究成果面世.特别是水平起降航天飞行器,超高速导弹和跨大气层飞行器等超高速飞行器关键技术的研究更为深入,在动力推进,结构气动,制导,导航与控制等方面取得了一定进展.借助于高超声速飞行器技术实现远程,快速,对地攻击的各种新概念武器的研究也都进展迅速.这些都可为我们研究远程,快速无人飞行器技术提供有益的参考.可以预见,今后临近空间高超声速技术研究和试验将与军事紧密结合继续进行下去,把陆地,海上,空中,临近空间和空间资产集成为一体,互为补充,以获取作战空间的态势感知优势,进而赢得作战优势.今后也将出现多个研究计划共存的局面, 这些计划将相互取长补短,更好地推进临近空间高超声速技术的发展研究.5结束语临近空间对于情报收集,监视和通信保障来说是一个很有发展前景的新领域.临近空问高超声速武器的大量运用将对未来战争产生深刻的影响,传统的作战理论,组织指挥和作战方法等都将发生重大的变化,未来战争将面貌一新.参考文献[1]Dr.HusseinY oussef,DrRajivChowdhry.HypersonicGlobal ReachTrajectoryOptimizationlJJ.AIAAGuidance,Naviga—tim,andControlConferenceandExhibit,1619August2004.[2]GrahamWarwick.X43ASuccessRevivesOptimism[J]. FlightInternational,6212April,2004:26.[3]GeorgeRichie.TheCommonAeroV ehicle:SpaceDeliverySys—temOfTheFuture[J].AIAASpaceTechnologyConference& Exposition,29,tOSept.1999[4JDefenseAdva~{edResearchProjectsAgency.FALCON:Force ApplicationandLaunchfromCONUSTechnologyDemonstra—tion[RJ.July2003[5]关世义.基于钱学森弹道的新概念飞航导弹[J]飞航导弹, 2003,vo1.1.[6]袁子怀,钱杏芳.有控飞行力学与计算机仿真[M]北京:国防工业出版社,2001[7]潘荣霖.飞航导弹自动控制理论[M].北京:宇航出版社, 2001.[8]DoffR,BishopR.现代控制理论(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2000。

论临近空间的性质争议及法律定位临近空间是美军率先提出的一个新概念，意指介于普通航空飞机的飞行空间和航天器轨道空间之间的区域。

国内有学者将临近空间称为近空间、近地空间、亚轨道、亚太空或超高空等。

由于临近空间目前还只是一个学术概念，国际法尚未对其进行明确的界定，因此对其内涵、性质和法律地位都缺乏权威的统一的认识，具有学理上先行探讨的必要和空间。

一、临近空间的法制现状与现实困境( 一) 临近空间成为当前军事应用的热点临近空间空气稀薄，大气密度仅为地表的百分之几至千分之几，空气动力效应和浮力很小，无法支撑飞机等传统航空器飞行。

同时，就卫星等航天器而言，临近空间的大气密度又过大，无法支撑传统航天器的航行。

因此，无论是传统的卫星还是飞机，过去都未涉及临近空间这一特殊领域，临近空间这一概念也缺乏存在的技术基础。

但是，随着现代科技特别是军事航天科技的飞速发展，临近空间开始显现出重要的军事应用价值。

由于临近空间的位置比卫星所处的外层空间低，相对更容易到达; 同时，它比飞机所处的传统空间更高，在情报收集、侦察监视、通信保障以及对空对地作战等方面更加有利。

所以，临近空间飞行器弥补了人造卫星和飞机的缺点，在执行诸多任务时具有得天独厚优势。

临近空间的巨大潜力引起了一些空间强国的关注，随后临近空间飞行器应运而生。

20XX 年，美国空军在施里弗- 3太空站演习中，第一次将临近空间飞行器正式投入了军事应用中，引起了各国广泛关注。

由于临近空间飞行器具有生存能力强、驻空时间长、响应速度快、效费比高等特点，其战略价值已逐渐引起各国的关注和重视，成为当前军事应用的一个热点。

这为未来战争开辟了一个新的战场，进一步促进了空天一体化的发展。

( 二) 现行国际法制尚未对临近空间进行规范在探索、认识和开发利用宇宙空间的过程中，人类开始尝试对地球上空的空域进行进一步的区分。

1961 年，联合国大会中提出了外层空间的概念，将地球的上方区分为空气空间和外层空间两个部分。

2007年8月第18卷第4期装备指挥技术学院学报Journal of the Academy of Equipment Command &Technology August 2007Vol.18　No 14　收稿日期:2006210230　作者简介:李小将,男,博士,副教授.主要研究方向:航天装备体系对抗.ftq_lxj @.临近空间装备体系概念及关键问题研究李小将1,　李志德2,　杨　健1,　安宜贵1(1.装备指挥技术学院航天装备系,北京101416;　2.装备指挥技术学院训练部,北京101416) 摘 要:随着航空航天技术的迅猛发展,临近空间的地位日益突出;未来临近空间装备作为航空航天装备的补充,将发挥巨大的军事应用价值。

介绍了临近空间的概念和特点,给出了临近空间装备的概念和分类,设想了临近空间装备体系的构成与功能,指出了发展临近空间装备体系的关键问题。

关　键　词:临近空间;临近空间装备;装备体系中图分类号:V 11文献标识码:A 文章编号:167320127(2007)0420072206Study on Concept and Technology of NearSpace Equipment ArchitectureL I Xiaojiang 1,　L I Zhide 2,　YAN G Jian 1,　AN Y igui 1(1.Depart ment of Space Equipment ,t he Academy of Equipment Command &Technology ,Beijing 101416,China ;2.Depart ment of Training ,t he Academy of Equipment Command &Technology ,Beijing 101416,China )Abstract :Wit h t he develop ment of technical aeronautics and space ,near space equip ment will be t he good and necessary supplement of aeronautics and space equip ment ,will play an important role in f ut ure war.In t his paper ,t he concept and characteristics of near space is described.Then ,t he con 2cept and classification of near space equip ment is p roposed.Furt hermore ,t he composition and f unc 2tion of near space equip ment architect ure are suppo sed.In t he end ,t he key technique of developing t he near space equip ment is pointed out.Key words :near space ;near space equip ment ;equip ment architect ure 临近空间这个在传统意义上位于卫星和航空平台所在领域之间的空域,因长期以来没有充分认识和挖掘其军事应用价值以及技术上的限制,从而缺少系统性、战略性的开发利用,至今没有实用的军事装备。

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）。