空射弹道式高超声速导弹多学科优化设计研究

发布时间：2022-02-16 20:55

　　空射弹道式高超声速导弹是目前最接近实用的高超声速飞行器,为研究该导弹的性能采用多学科优化设计（Multidisciplinary Design Optimization,MDO）技术,对该导弹设计中所涉及的学科进行集成,构建了该导弹的MDO框架,并基于此框架对导弹开展优化设计。优化结果显示了该导弹的潜在性能,同时为该导弹的改进和发展提供了依据。 

【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(03)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

设计结构矩阵

几何学科对导弹的气动外形进行参数化设计，如图2所示，该导弹采用无翼式布局，因此，气动外形设计集中在弹体和舵面的设计上。然后，气动学科采用高速面元法对该外形的气动特性进行分析，该方法对高超声速飞行器的气动特性计算具有一定的精度[5]，同时能够在优化迭代时，保证较高的计算效率。气动分析一方面为弹道学科输出升力系数CL和阻力系数CD，同时为结构分析学科输出气动压力分布p(x)，并且计算出导弹配平攻角δb以衡量导弹的操稳特性。该学科的输入输出关系如表1所示。2.2 发动机分析模型

式中Vc为燃烧室的自由容积；Ab和At分别为燃面面积和喷管喉部面积；ρp为固体装药的密度；Γ，c*和a均为与推进剂燃烧相关的特征常量；n为压强指数，是推进剂的特征常量。然后，基于此一方面为弹道分析学科输出推力T(t)和发动机秒流量ms，同时，为布局分析学科输出发动机总质量mmotor。并且，计算发动机的比冲和总冲以评估发动机性能。最终，该学科的输入输出关系如表2所示。2.3 布局分析模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]助推滑翔高超声速导弹发展趋势及作战使用研究[J]. 王少平,董受全,隋先辉,李晓阳.  战术导弹技术. 2020(01)
[2]俄罗斯新型高超声速打击武器研究[J]. 林旭斌,张灿.  战术导弹技术. 2019(01)
[3]破片式战斗部对典型相控阵雷达毁伤评估[J]. 李超,李向东,葛贤坤,乔治军.  弹道学报. 2015(01)
[4]战术导弹多目标多学科设计优化[J]. 郑安波,马汉东,罗小云.  航空学报. 2013(11)
[5]基于网格面元法的高超声速飞行器性能分析[J]. 江志国,车竞.  计算机仿真. 2011(03)
[6]射击迹线技术在战斗部破片场仿真中的应用[J]. 蒋建伟,卢永刚,钱立新.  弹箭与制导学报. 2001(01)



本文编号：3628646