临近空间固体动力飞行器发动机与轨迹一体化设计优化

• 作者: 任鹏飞 王洪波 周国峰 王亮 蔡强 韩英宏 余家泉 袁亚
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 固体火箭发动机 飞行器 轨迹 一体化设计 优化设计 自适应算法
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 总体与系统|System
• 页码范围: 1936-1947
• 页数: 12页
• 分类号: V435.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190866

摘要

针对临近空间多级固体动力飞行器发动机与轨迹一体化设计优化问题,提出一种基于序列代理优化的高效设计方法.为了准确计算发动机的性能特性,对发动机进行了几何参数化建模,并针对复杂装药的燃面计算,提出了基于移动四面体的燃面计算算法.为了准确获得给定设计方案的最大航程,采用自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法进行计算.为了提高发动机与轨迹一体化设计优化效率,提出了基于Kriging代理模型的多采样点高效全局优化算法,并进行了数值验证.计算结果表明:该方法的优化结果满足全部设计约束,最大航程相比优化前提高了9.34％.该结果与传统参数优化算法的结果一致,但耗时目标和约束函数的计算次数显著减少,计算时间仅为遗传算法的4％.