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1、附件2：重大探讨安排“近空间飞行器的关键基础科学问题”2007年度项目指南近空间飞行器的发展涉及国家平安与和平利用空间，是目前国际竞相争夺空间技术的焦点之一，是综合国力的体现。本重大探讨安排围绕近空间飞行器探讨中的重要科学问题，通过多学科交叉探讨，增加我国近空间飞行器探讨的源头创新实力，为我国将来近空间飞行器的发展奠定技术创新的基础。 一、科学目标以近空间超群声速远程机动飞行器的关键基础科学问题探讨为核心，以跨学科的创新理论和源头创新方法为手段，以期在近空间飞行环境下的空气动力学、先进推动的理论和方法、超轻质材料/结构、热环境预料与热防护、超群声速飞行器智能自主限制理论和方法等方面实现如下目标
2、：1在前沿领域探讨方面，形成近空间飞行器关键基础科学问题的创新理论与方法，在国际上占有一席之地，为国家相关技术的形成与发展供应基础源泉；2在技术方法的源头创新上有所突破，提升我国在相关领域的自主创新实力，支撑相关技术的跨越式发展；3在该领域聚集和培育一支站在国际前沿、具有理论和源头技术创新实力的优秀探讨人才队伍，促进该领域若干个跨学科的基础探讨平台的形成，支撑我国近空间飞行器技术的可持续发展。本重大探讨安排以3070公里中层近空间的超群声速远程机动飞行器涉及的科学问题为探讨重点，在以下几个方面期望获得突破：1飞行器的气动力和离心力相结合的飞行原理与方法；2长时间近空间飞行热环境以及非烧蚀防热原
3、理与方法；3与超声速燃烧等相关的推动机理与方法；4高温、非平衡、粘性干扰、淡薄气体效应和湍流效应相互耦合作用的机理与预料方法；5近空间飞行环境的试验及数值模拟理论和方法，计算流体动力学与计算结构动力学耦合的理论与方法；6超轻质多功能材料、新构型和材料/结构一体化优化设计方法；7材料力热耦合响应机理及热防护结构设计原理与方法； 8智能自主限制理论和可变体飞行原理与飞行限制方法。二、核心科学问题（一）近空间飞行环境下的空气动力学探讨和发展适合近空间环境特点的超群声速远程机动飞行器，面临着新的空气动力学基础科学和技术问题。在气动布局方面，必需相识高层大气的特定条件下，超群声速流淌的基本物理现象；在总
4、体技术基础上，须要探讨近空间飞行器超群声速远程、机动飞行时气动力、热为约束的多目标飞行轨道优化设计方法，为发展近空间飞行器供应基础探讨储备。1惯性弹道飞行与气动飞行相结合的新飞行原理和气动布局优化：发展多目标一体化优化设计方法，探讨高升阻比的布局原理，探讨静动态稳定性特征，创立近空间空气动力的新理论与新布局；发展高精度、高辨别率的计算格式以及与边界处理相协调的数值模拟方法；发展试验模拟新理论、新方法。2高温淡薄气体效应、粘性干扰机理与可压缩湍流理论：探讨非定常淡薄气体流淌机理；发展从连续流到淡薄流以及考虑化学平衡、非平衡效应的统一算法；探讨近空间高温条件下真实气体效应以及喷流干扰的真实模拟方法
5、；探究淡薄电离气体流淌现象；发展涉及高空粘性干扰的飞行器气动特性预料方法；探究可压缩流淌的转捩机理及转捩准则，高速流淌的减阻机理。3非烧蚀防热理论和方法：发展气动热、力与热防护的一体化计算方法，高声阻比困难升力体外形与热结构/热防护的一体化设计方法；探讨保持飞行器外形不变的非烧蚀热防护设计方法与技术、多目标飞行轨道优化设计方法。 （二）先进推动的理论和方法为了实现30-70公里高度近空间内超群声速长时间飞行，吸气式超群声速推动系统必需适应大气密度随高度的增加而急剧下降的特点。随着飞行高度的增加，飞行马赫数必需随之上升，以使燃烧室达到足够的氧气密度。但是，在高马赫数状况下，燃烧释放的能量转化为推
6、力的实力显著下降。例如马赫数为8时，气流的动能与燃烧释放的能量大致相当。因此，对于来流淌能的损失必需高度重视。另一方面，超群声速条件下的离解能的利用问题，发动机燃烧室的热防护和热管理问题也须得到足够重视。须要探究适合近空间超群声速飞行的新型推动原理与方法。1.高速气流燃烧机理：探讨高速气流条件下燃烧的喷射（雾化）、混合、点火和火焰稳定机理与工作过程，流淌与燃烧过程的相互作用机理，提高燃烧性能，扩展燃烧工作稳定性范围；探究高效率能量转换的新理论、新方法。2.地面试验模拟和流场诊断：探讨飞行器高空高速飞行条件模拟的新原理、新方法；建立吸气式超群声速推动系统和飞行器热环境、热结构地面试验方法；发展高
7、速内流与燃烧流场的诊断方法，探究燃烧性能评价理论与方法。3.新的推动原理和方法：开展脉冲爆震发动机、组合式循环发动机、激光推动、微波推动和核推动等新型推动原理以及新概念推动理论与方法的探究探讨。（三）超轻质材料/结构及热环境预料与防热近空间超群声速远程机动飞行器为了获得高机动性和长航程，须要发展超轻质、高强韧复合材料以尽可能降低结构重量系数。另一方面，近空间飞行器热防护问题具有困难的外形、中低热流和长时间加热的特点，为了获得良好的气动特性，一般需采纳锐形的前缘结构并保持飞行器外形不变的非烧蚀热防护技术。目前的热环境预料方法和烧蚀型热防护技术难以满意要求，须要发展新的热环境预料方法、新型热防护材
8、料体系与结构概念。1超轻质多功能材料、新构型和材料/结构一体化优化设计：发展超轻质多功能材料及新构型的设计理论与方法，结构与材料的多功能一体化优化设计方法；先进轻质材料的抗冲击设计理论；探讨超轻质、防热/热电/吸波/透波多功能先进材料的设计、制备与表征方法。2 防热材料与结构：探讨非烧蚀超高温材料的强韧化原理，探究超高温耐久性抗氧化、耐烧蚀机理；发展非烧蚀热防护原理和先进宏细观热防护理论，建立高强韧、高温材料与防热结构一体化设计原理与方法。3热环境与热防护的耦合：发展近空间超群声速远程机动飞行器特征区域的热环境参量的精确预料方法；建立计算流体动力学与计算结构动力学相耦合的热环境/结构分析与设计
9、方法；探究新型防热、隔热原理和机制。（四）超群声速飞行器智能自主限制理论和方法近空间飞行器在超群声速、高机动条件下飞行，对飞行限制、结构限制、气动限制均提出很高的要求，迫切须要探讨飞行稳定性与机动性协调的限制、智能自主限制、可变体飞行及其限制等理论和方法，从而适应大范围的飞行环境和更高的机动性。1超群声速飞行器的飞行限制与结构限制：飞行器总体和结构的动力学建模；飞行器的运动稳定性、困难运动和振动的分析与限制；伺服气动弹性、颤振限制；推动/热控/气动力/姿态协调限制；参数与状态耦合的不确定非线性智能自适应限制；混合异类多操纵面复合限制；余度容错高牢靠限制；高动态载体运动信息自主获得方法。2可变体
10、飞行气动原理与限制方法：可变体飞行器气动原理和气动性能预料；可变体飞行器的飞行力学与限制；可变体飞行器在受控变形过程中的飞行稳定性、流淌限制与操纵设计方法；可变体飞行器结构的力学建模与限制。3困难苛刻服役环境下功能器件与智能结构系统：困难苛刻服役环境下功能器件与结构性能的多场耦合效应、失效机理与牢靠性理论；分布式嵌入器件的结构失效破坏机理；智能器件与结构的一体化热设计、自适应热防护；针对可变体飞行器的智能结构、智能器件及其集成理论和技术。三、2007年度拟资助的探讨项目本重大探讨安排拟分5个年度受理申请项目，主要以“培育项目”和“重点支持项目”的形式予以资助。对具有比较好的创新性探讨思路或比较
11、好的苗头，但尚需一段时间探究探讨的申请项目将以“培育项目”方式予以资助，资助强度每项不低于50万元，试验类探讨项目的资助强度每项可达80万元左右；对具有较好探讨基础和积累，有明确的重要科学问题须要进一步深化系统探讨，同时体现学科交叉特征的申请项目将以“重点支持项目”的方式予以资助，资助强度每项约为300万元。申请者请留意：作为本重大探讨安排项目启动的第一年，本年度只受理“培育项目”的申请。2007年度该安排资助经费总额为2000万元，拟资助“培育项目”30项左右，项目执行期均为3年，即2008年1月-2010年12月。四、申请留意事项1申请者在填报申请书前，要仔细阅读本指南。必需在该重大探讨安
12、排的核心科学问题内进行选题，同时要体现学科交叉探讨的特征以及对解决核心科学问题和实现安排总体目标的贡献。不符合项目指南的申请将不予受理。为避开重复资助，项目申请应留意与重大科技专项、863和973等国家相关科技安排的区分、关联与侧重。2. 为加强项目的学术沟通，促进多学科交叉与集成，本重大探讨安排每年将举办一次资助项目的年度学术沟通会，并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参与重大探讨安排指导专家组和管理工作组所组织的上述学术沟通活动。3申请书中，资助类别请选择“重大探讨安排”， “培育项目”的亚类说明选择“面上项目”，附注说明选择“近空间飞行器的关键基础科学问题”，申请代码可依据实际探讨内容由申请者自行选择并填写。4申请书由数理科学部受理。申请项目由数理科学部、工程与材料科学部、信息科学部等组成的管理工作组组织专家评审。
