中远程面对空导弹多学科优化技术研究

发布时间：2021-03-31 03:05

　　中远程面对空导弹由于可以实现防区外防空而倍受关注,对于国家防空体系构建而言意义重大。然而,导弹总体设计过程中学科间的强耦合特性使得传统串行设计方法难以满足设计需求,很大程度上限制了中远程面对空导弹的发展。多学科优化设计技术充分考虑系统的学科耦合特征进行系统设计,是复杂系统设计技术发展的必然趋势。本文以新一代中远程面对空导弹为对象,通过引入多学科优化解决系统的耦合设计问题,实现基于飞行性能层次的多学科优化和考虑控制因素的多学科优化,提升导弹总体性能的同时确保导弹具有良好的可控性。整体而言,本文探索多学科优化手段在面空导弹总体设计中的应用,为提升新一代战术导弹的设计效率和设计质量提供技术支持。本文主要研究内容包括:1、导弹总体快速设计系统搭建。以战术导弹为对象梳理导弹总体设计流程,在气动、动力、布局、弹道、结构、防热、制导控制、引战等学科范围内构建多种粒度的导弹描述模型和仿真分析模型,经过通用化的组织、管理和集成,搭建适用于战术导弹的总体设计平台MCDesign,使其具备多方案、多学科、多层次及多粒度设计、分析能力。2、导弹基准方案建模。基于MCDesign,通过气动外形设计、气动性能计算... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 “标准 6”舰空导弹介绍
        1.2.2 MDO国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 导弹总体快速设计系统
    2.1 总体设计模型
    2.2 气动外形设计与气动特性分析
        2.2.1 气动外形建模
        2.2.2 气动特性分析
    2.3 动力设计与发动机性能分析
        2.3.1 固体火箭发动机设计
        2.3.2 固体火箭发动机性能分析
    2.4 布局设计及质量特性分析
    2.5 弹道设计与飞行动态特性分析
        2.5.1 弹道设计
        2.5.2 弹道计算
        2.5.3 飞行性能评估
        2.5.4 动态特性分析
    2.6 控制系统设计与刚体弹道仿真
        2.6.1 控制方案设计
        2.6.2 控制增益计算
        2.6.3 刚体弹道仿真
    2.7 总体设计平台
    2.8 本章小结
第三章 基准方案建模
    3.1 “标准 6”总体参数
    3.2 外形方案建模及分析
        3.2.1 导弹外形建模
        3.2.2 气动特性分析
    3.3 动力方案设计及分析
        3.3.1 发动机设计
        3.3.2 动力性能计算
    3.4 布局方案设计及分析
        3.4.1 布局方案设计
        3.4.2 质量特性计算
    3.5 制导方案设计及仿真
        3.5.1 目标特性设定
        3.5.2 制导方案设计
        3.5.3 理想弹道仿真
    3.6 动态特性分析
    3.7 控制方案设计及仿真
        3.7.1 控制方案设计
        3.7.2 刚体弹道仿真
    3.8 杀伤区建模
    3.9 本章小结
第四章 面向飞行性能的多学科优化
    4.1 优化设计问题
        4.1.1 目标函数
        4.1.2 设计变量
        4.1.3 约束条件
        4.1.4 多学科优化问题
        4.1.5 设计结构矩阵
    4.2 优化策略分析及选择
        4.2.1 单级求解构架
        4.2.2 多级求解构架
        4.2.3 求解构架对比分析
        4.2.4 面对空导弹优化求解构架选择
    4.3 学科总体集成
    4.4 MDO软件集成与求解
    4.5 优化结果及分析
    4.6 本章小结
第五章 考虑控制的多学科优化
    5.1 优化设计问题
        5.1.1 目标函数
        5.1.2 设计变量
        5.1.3 约束条件
        5.1.4 多学科优化问题
        5.1.5 设计结构矩阵
    5.2 优化策略分析与选择
    5.3 学科总体集成
    5.4 MDO软件集成与求解
    5.5 优化结果及分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]反舰巡航导弹杀手“标准”6舰空导弹[J]. 林于谦.  兵器知识. 2014(09)
[2]美国海军舰载MK系列发射系统的发展[J]. 陆永红,杨兴宝,朱传伟.  飞航导弹. 2014(03)
[3]美国舰载标准系列导弹对海军防空导弹发展的影响[J]. 朱传伟,童幼堂,斗计华.  国防科技. 2014(01)
[4]多学科设计在航天领域中的发展应用[J]. 刘赵云.  飞航导弹. 2013(06)
[5]美国标准-6导弹性能与发展特点[J]. 陈兢,赵飞,李炜.  飞航导弹. 2013(04)
[6]美国海军舰载标准系列导弹的发展[J]. 朱传伟.  飞航导弹. 2012(03)
[7]亚轨道重复使用运载器总体多学科优化方法[J]. 龚春林,谷良贤,粟华.  固体火箭技术. 2012(01)
[8]CEC条件下“标准6”舰空导弹[J]. 张勇,姚奕,孙新磊.  舰船电子工程. 2011(09)
[9]将防空进行到底的“标准”6[J]. 闻成.  兵器知识. 2011(07)
[10]面向集成化CAE软件开发的SiPESC研发工作进展[J]. 张洪武,陈飙松,李云鹏,张盛,彭海军.  计算机辅助工程. 2011(02)

博士论文
[1]面向飞航导弹的多学科稳健优化设计方法及应用[D]. 陈建江.华中科技大学 2004
[2]飞行器分布式协同进化多学科设计优化方法研究[D]. 陈琪锋.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
[3]飞行器总体优化设计理论与应用研究[D]. 陈小前.国防科学技术大学 2001

硕士论文
[1]“标准”-3导弹武器系统建模与攻防对抗仿真[D]. 郭筱曦.哈尔滨工业大学 2011
[2]多学科设计优化（MDO）算法研究[D]. 李世海.中国地质大学（北京） 2009
[3]标准-2导弹武器系统建模与仿真[D]. 赵崧岩.哈尔滨工业大学 2008
[4]飞行器集成设计框架软件研究[D]. 盛显.西北工业大学 2006



本文编号：3110660