战术导弹起飞质量设计建模与优化方法研究

发布时间：2020-04-09 12:29

【摘要】：本文对战术导弹起飞质量设计建模与优化方法进行研究。首先对现有起飞质量设计方法进行研究。现有的起飞质量设计方法,根据设计的初始条件和设计者所掌握的数据主要可分为两大类。第一类是由经验公式、统计数据直接确定导弹的起飞质量;第二类是由经验公式、统计数据以及导弹的运动方程共同确定导弹的起飞质量。其中,第二类方法根据求解导弹运动方程的方法的不同,可一进步划分为解析法和数值积分法。论文首先给出各类起飞质量设计方法的典型计算模型。其次,本文应用解析法,对最复杂的模型,采用两级独立不分离的固体火箭发动机的战术导弹的起飞质量进行设计建模。应用设计模型,完成起飞质量计算。以计算结果为已知条件,对质点弹道进行仿真。根据仿真结果,分析模型优劣。针对模型误差,应用解析法与数值积分法相结合的方法,对设计模型进行改进。应用改进模型,完成起飞质量计算。以计算结果为已知条件,对质点弹道进行仿真,对比改进前后计算结果,分析模型优劣。以速度方案及推力要求为设计约束,以起飞质量最小为目标,建立起飞质量优化模型。分别应用模式搜索法,序列二次规划法以及遗传算法三种优化方法,完成起飞质量优化。对比优化结果及效率,选择最适合本模型的优化方法-序列二次规划法。应用序列二次规划法,完成起飞质量的优化计算。对比优化前后结果,分析优化模型优劣。涡喷发动机因其耗油率低,比冲高,被广泛应用于远程导弹。目前现役或在研的300多种导弹中,约有10%采用了涡喷发动机,大多为亚音速远程飞航式导弹。但因涡喷发动机耗油率、推力随飞行高度,速度变化的特性,采用固体火箭发动机的战术导弹起飞质量设计模型及优化方法并不适用。因此,本文专门对采用涡喷发动机的巡航导弹的起飞质量设计建模及优化方法进行研究,结合涡喷发动机特性,设计涡喷发动机特性参数估算法方法,考虑巡航导弹飞行任务剖面,完成起飞质量设计建模及优化。根据计算及优化结果,分析模型优劣。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ761.1

【参考文献】