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Control-Oriented Modeling and Simulation on Rigid-Aeroelasticity Coupling for Hypersonic Vehicle

Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2015年第1期32卷 70-80页

作者：肖莉萍张勇陆宇平 UAV Research Institute Nanjing University of Aeronautics and Astronautics School of Automation Engineering Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Since the subsystems of aerodynamics,propulsion,structure and so on in hypersonic vehicles involve characteristics of nonlinearity,strong coupling and uncertainty,and typical hypersonic vehicles adopt slender-body and wave-rider layout with widely-used lightweight materials,the accuracy of the modeling with a conventional rigid-body assumption is ***,a nonlinear mathematical longitudinal model of a hypersonic vehicle is established with its geometry provided to estimate aerodynamic force and thrust using hypersonic aerodynamics and quasi-one-dimensional flow with heat added and capture vehicle aeroelasticity using a single free-free Bernoulli-Euler beam *** the static and dynamic properties of the rigid and rigid-aeroelasticity coupling model are compared via theoretical analysis and numerical simulation under the given flight ***,a LQR controller for rigid model is designed and the comparable results are obtained to explain the aerolasticity influence on the control *** simulation results show that the aeroelasticity mode of slender-body hypersonic vehicles affects short period mode significantly and it cannot be simply neglected.

关键词： hypersonic vehicle wave-rider aeroelasticity modeling dynamic properties

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