不同能量分配下的双脉冲发动机外弹道特性研究

为研究双脉冲发动机无控火箭弹的外弹道特性和不同能量分配对其特性的影响,以双脉冲发动机的无控 火箭弹为背景,在常规固体火箭发动机外弹道特性的基础上,编制采用双脉冲发动机的无控火箭弹的外弹道计算程 序,根据相关参数计算其射程、高度等,对其外弹道特性进行分析;从脉冲间隔时间、装药比、推力比等方面分析 不同能量分配条件下的外弹道特性。结果表明：双脉冲发动机的无控火箭弹在射程上能得到提高,应选择合理的脉 冲间隔时间,装药比大、推力比小的能量分配方案。     

火箭弹简易控制系统作用效果分析

简要概述了某有控火箭弹所采用的姿态控制系统的工作原理。在无控火箭弹外弹道模型基础上建立了带简易控制系统的弹道模型.并根据模型分别对该有控火箭弹进行了有控有推力偏心、有控无推力偏心、无控有推力偏心和无控无推力偏心四种情况下的外弹道的数值仿真。由仿真结果得出,火箭弹在40～75km 的射程范围内,姿态控制系统具有较好的控制效果。     

基于梯度粒子群算法的纵横向机动跳跃弹道设计及优化

为了增强导弹弹道的机动性能和突防效果,采用2级发动机多次点火及横向机动技术,建立了纵横向机动跳跃弹道模型。针对模型中弹道计算时间长、优化参数多的问题,提出并设计了梯度粒子群算法,将梯度搜索的思想融入到粒子群算法中搜索全局最优解,相应改变微粒速度位置向量的更新方式。仿真结果表明,该算法能够有效地解决纵横向机动跳跃弹道模型的优化问题并具有快速收敛性。     

火箭弹推力方案的优化设计

提出了一种基于Matlab/Simulink和iSIGHT软件平台,以火箭弹规定的射程为约束,以火箭弹飞行过程中的最大马赫数最小为优化目标的火箭弹推力方案优化设计方法.在Matlab/Simulink软件下建立火箭弹飞行的六自由度弹道仿真模型,推力模型依所选推力方案而变化,利用iSIGHT软件的优化功能充分挖掘每一种推力方案的潜能.经过大量的优化计算,可以得到每一种推力方案下的最优结果.文中还对每一种推力方案下所需要的火箭发动机总冲进行了分析.     

基于Kriging模型的QPSO算法在固体运载火箭弹道优化中的应用

应用基于Kriging模型的量子粒子群优化算法研究了固体运载火箭弹道优化问题。该方法利用Kriging方法建立弹道计算近似模型,再引入量子粒子群算法建立了基于代理模型的优化框架。仿真结果表明,此方法可有效完成弹道参数寻优,箭体运载能力提高了38.46 kg,三级一次工作时间减少了27 s。此算法参数设置少,易于实现,能提高运载火箭综合性能,具有一定的工程应用价值。     

基于粒子群算法的三维固体火箭发动机药形快速优化方法

在高体积装填分数前提下,如何提高发动机的结构完整性是固体火箭发动机药形优化设计面临的主要问题.通过提出基于粒子群优化算法(PSO)的三维固体火箭发动机药形快速优化设计方法,采用MSC.Patran的二次开发工具PCL实现某三维固体火箭发动机药柱的参数化建模,在不改变体积装填分数的前提下,分别采用PSO算法和遗传算法(GA)完成该发动机药形的优化设计.结果表明,两种方法均能满足优化设计要求,但PSO算法比GA算法的计算时间缩短了42％,所提方法可快速实现固体火箭发动机药形优化设计,提高复杂三维固体火箭发动机的结构完整性能.     

无喷管固体火箭发动机内弹道计算

给出了一种无喷管固体火箭发动机内弹道计算方法,利用此算法就无喷管固体火箭发动机结构和装药等参数对性能的影响状况进行了分析,并得出结论:装药形式、结构尺寸、固体推进剂的燃烧规律与试验温度都对无喷管固体火箭发动机内弹道性能有影响。     

变后掠翼航弹滑翔弹道优化设计

为增强变后掠翼航弹的滑翔能力,研究了一种变后掠翼航弹的滑翔弹道优化设计问题.分析了变后掠翼航弹的气动特性,将弹道优化问题转化为最优控制问题,利用最小值原理,推导了滑翔段飞行距离最大的必要条件,在此基础上采用粒子群算法对攻角及后掠角进行寻优,形成了一种基于攻角与后掠角双变量控制的弹道优化设计方法.数值仿真算例表明,在满足状态方程约束的条件下,双变量比固定外形和常规单变量控制的航弹射程显著提高,寻优结果符合气动特性分布规律,通过最优控制和粒子群算法优化弹道的方法是可行的.     

基于粒子群优化算法的旋转导弹姿态修正策略

针对某型无控火箭弹,对其进行制导化改造并设计了基于粒子群优化算法的直接力装置工作策略,建立弹体六自由度模型,并进行仿真分析,研究结果表明所设计的直接力点火策略能够保证弹体稳定的前提下,有效减小落点散布,为无控火箭弹制导化改造的控制策略设计及其工程化应用提供了参考.     

基于Simulink的简易控制单兵火箭弹弹道仿真

单兵火箭弹的简易控制,将弹体动力学与运动学、气动力计算、简易姿态控制等模块连接建立了六自由度弹体运动数学模型,并在Matlab/Simulink环境下开发了由各模块组成的全弹道仿真数学模型.针对初始段扰动等问题,通过无控弹道与有控弹道的仿真分析比较,对初速较低的增程单兵火箭弹采用姿态修正可提高射程和精度.     

固体火箭发动机结构轴向振动对内弹道影响

文中研究了固体发动机结构的轴向振动对燃烧室内弹道性能的影响。在一维非定常内弹道方程中,考虑了结构轴向振动及侵蚀燃烧的影响。在给定强迫振动模型的情况下对不同频率的轴向振动的内弹道方程进行了数值模拟。结果表明发动机轴向振动对燃烧室内弹道有着显著的影响。     

双燃速固体火箭发动机零维两相内弹道方程及其工程算法

基于国内现有的单燃速固体火箭发动机热力学参数计算部级标准,文中推导了理论上比较严格、形式上尽可能简单的双燃速固体发动机零维两相内弹道方程,其中包括一种新形式的能量方程,以及简单可行的计算点火上升段和拖尾段比冲和特征速度的方法.作为示例,计算了"长二丙"运载火箭上面级固体发动机的内弹道,结果表明文中方法的预示精度满足工程要求.     

固体火箭发动机自动化参数设计软件模型与实现

分析了固体火箭发动机自动化设计的数学模型和设计过程,以及设计参数与图形生成模块的数据传递,并以某续航发动机设计为例,完成了发动机自动化参数设计的软件编制.通过使用该软件对续航发动机的设计和一些方案的论证,可知其使用方便,把设计者从繁复的计算中解放出来,大大提高了设计效率.     

变体制导炮弹气动特性分析及弹道仿真

为使制导炮弹在不同飞行状态均保持较优的气动外形,提高飞行效率,增加射程,设计了一种变体制导炮弹,并开展气动参数计算、气动特性分析和弹道仿真等研究。首先根据设计指标确定变体制导炮弹的气动布局,通过迭代优化确定弹翼、鸭舵、尾翼的具体参数,并描述其控制方式和弹道特点; 随后利用工程化算法计算变体制导炮弹的气动数据,分析升力系数、阻力系数和静稳定度等参数与弹翼外形变化之间的关系; 最后根据气动特性分析的结果为所设计的变体制导炮弹制定变体方案,采用hp-自适应伪谱法,分别对变体制导炮弹和固定外形制导炮弹以射程最大为目标进行弹道优化。结果表明:所设计的变体制导炮弹满足设计指标,具有良好的气动特性和操纵性,弹道计算结果表明通过引入变体飞行技术可以使射程提升10%～22.5%,研究结果可以为今后变体制导炮弹的研究提供参考。     

大跨度抛索火箭发动机总体设计与计算

针对抛索火箭质量小、射程近的特点,重点对发动机的装药、喷管进行了设计,提出单根药柱和三根药柱两种装药参数设计方案。针对不同方案,采用四阶龙格．库塔法对发动机的内弹道进行了计算,通过冲量对比,选用装填三根药柱的设计方案。通过试验,对发动机的膛压、推力进行了测试。结果表明,数值计算结果与试验数据较为一致,发动机设计方案满足抛索火箭的技术指标要求。     

固体火箭发动机一维两相内弹道研究

针对目前工程上所采用的固体火箭发动机内弹道模型过于简单(如零维模型、单一气相模型等)和两相内弹道模型难以统一的问题,构造了适用于固体火箭发动机复杂装药条件下统一的一维两相内弹道计算模型,推导了不同类型边界条件、收敛准则、凝相质量等物理模型,采用理论方法计算凝相粒子直径的变化.利用上述模型对某远程火箭发动机进行了内弹道计算与分析,计算结果与实验数据吻合良好,表明该两相内弹道模型可以有效地降低纯气相模型引起的理论与实际之间的模型偏差,有利于提高固体推进剂火箭发动机内弹道的预示精度.     

基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化设计

针对某中口径无后坐炮研制中的内弹道设计问题,将多目标优化的Pareto遗传算法与无后坐炮经典内弹道数学模型相结合,以最大膛压和初速作为优化设计的目标,对药室容积和发射药药量进行了多目标优化设计,提出了一种基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化方法。优化结果表明:所采用的Pareto遗传算法与内弹道相结合是可行的; 利用Pareto遗传算法,所得数个内弹道目标优化解以Pareto前沿面的形式给出,设计人员可根据需要从中选择无后坐炮内弹道的最优设计方案。     

固体复合推进剂火箭发动机侵蚀界限参数的预测方法与应用

为从理论上寻求固体火箭发动机侵蚀界限参数的预示方法,以改进的勒努尔-罗比拉德侵蚀公式(L-R公式)为基础,发展了一种能够预测固体复合推进剂发动机侵蚀界限参数(包括界限流速和界限燃通比)的理论方法。一维内弹道和零维内弹道的实例验证表明,该方法获取的界限流速和界限燃通比具有较高的预示精度,满足工程计算要求。这对于侵蚀燃烧理论研究和固体火箭发动机侵蚀燃烧的实验研究,以及提高固体火箭发动机内弹道预示精度,均具有重要的实际应用意义。该方法仅适用于过氯酸铵(AP)复合推进剂,其他推进剂能否适用还需要进一步研究。