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1、国防科技大学学报第31卷第1期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.12009文章编号:1001-2486(2009)01-0026-07X战术导弹多学科设计优化11,21邹汝平,李晓斌,张为华(1.国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073;2.解放军92493部队博士后科研工作站,辽宁葫芦岛125000)摘要:建立了战术导弹多学科系统分析模型,提出了战术导弹多学科设计优化方法。通过系统级总体设计优化和并行的子系统级发动机设计优化的嵌套循
2、环,得到满足战术导弹总体设计指标的最优发动机设计方案,即得到内外弹道相匹配的发动机最优推力时间曲线,实现了战术导弹多学科设计优化,缩短了战术导弹总体和固体推进学科的设计周期。战术导弹设计优化时不仅考虑了导弹战技性能指标要求,而且还考虑了22个典型攻击目标的运动特性,增加了导弹最优设计结果的实用性。关键词:战术导弹;多学科设计优化;总体设计;固体火箭发动机;物理规划中图分类号:V42111文献标识码:AResearchonMultidisciplinaryDesignOptimizationofTacticalMissil
3、e11,21ZOURu-ping,LIXiao-bin,ZHANGWe-ihua(1.CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China;2.ScientificResearchPos-tdoctorWorkstation,Unit92493ofPLA,Huludao125000,China)Abstract:Themultidisciplinarysystemanalysismode
4、lsfortacticalmissilearederived,andthemultidisciplinarydesignoptimization(MDO)methodsareestablishedaccordingly.MDOmethodscangaintheoptimaldesignconsistentwithsystemdesignconstraintsandthesolidrocketmotorthrusttimecurve,whichisabestmatchforexteriortrajectorybyloopi
5、ngexecutionbetweensystemdesignoptimizationandparallelsubsystemsolidrocketmotordesignoptimization,thusthedesigncyclefortacticalmissilesystemandsolidrocketmotorcanbegreatlyreduced.Thetactic-technicalspecifications,includingthemotionstateof22typicaltargets,aretakeni
6、ntoaccountinthedesignoptimizationprocessoftacticalmissile.Keywords:tacticalmissile;multidisciplinarydesignoptimization;systemdesign;solidrocketmotor;physicalprogramming经过近20年的发展,飞行器多学科设计优化(MDO)MultidisciplinaryDesignOptimization)理论日趋成[1]熟,飞行器设计开始大量采用MDO方法。导弹设计涉及气
7、动、推进、结构、控制和弹道等多个学科,初步设计阶段包括众多设计变量和设计准则,各分系统相互影响,耦合问题一般很难写出明确的耦合函数[2]表达式,可采用/松耦合0方式处理导弹MDO耦合问题。目前以固体发动机为动力的导弹总体设计大多采用一体化设计优化方法,即以外弹道模型为中心,集成气动、结构、控制等学科系统分析模型,一般不考虑固体发动机装药、喷管和壳体设计,需要导弹总体设计优化和发动机设计优化两个过程的多次协调与迭代,才能得到满足总体要求的发动机最优设计结果。1战术导弹多学科设计问题描述本文研究的战术导弹特指配备多功能战斗部
8、,用于攻击高价值点目标地面与低空的近程战术导弹。坦克正常行军时速为70~80km,防护最薄弱的环节为其顶装甲,因而战术导弹应直接从坦克目标顶部实施攻击。武装直升机的优势主要体现在攻击的隐蔽性、突然性和良好的超低空飞行特性和机动性能,国外现有武装直升机的机动过载为215~315g。武装直升机最佳攻击时机为其从待机集结阵
