导弹气动参数辨识与优化输入设计_汪清

第３３卷第８期　２　０　１　２年８月　兵　工　学　报　ＡＣＴＡ　ＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．　２０１２　

基于单学科可行法的固体火箭发动机参数优化设计　

朱大林，唐胜景，郭杰，高峰　

（北京理工大学宇航学院，北京１０００８１）　

摘要：针对固体火箭发动机优化设计的复杂性，以星孔装药发动机优化设计为例，采用多学科　

设计优化分析复杂系统的思想，将发动机设计模型子系统化，并根据设计要求规定各个子系统的相　应功能，给出各个子系统的计算模型；采用多学科设计优化的概念和方法分析子系统间的耦合关　

系；采用单学科可行法策略引入辅助设计变量使各个子系统解耦，进而确定发动机模型并行设计的　优化设计变量，并选用可行序列二次规划优化算法进行求解。计算实例验证了这种设计模式的有　

效性。该设计模式充分考虑发动机的模块化并行设计，有利于提高优化效率以及模块的通用性，对　

于考虑设计因素比较全面的发动机优化设计提供了一种很好的方法。　关键词：航空、航天推进系统；固体火箭发动机；优化设计；多学科设计优化；单学科可行法　中图分类号：Ｖ４３５　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００．１０９３（２０１２）０８—０８９７．０５　

Ｏｐｔｉｍｕｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｓｏｌｉｄ　Ｒｏｃｋｅｔ　Ｍｏｔｏｒｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　

Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　Ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ　Ｆｅａｓｉｂｌｅ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　

ＺＨＵ　Ｄａ・ｌｉｎ，ＴＡＮＧ　Ｓｈｅｎｇ—ｊｉｎｇ，ＧＵ０　Ｊｉｅ，ＧＡＯ　Ｆｅｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ　ｏｆ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｓｏｌｉｄ　ｒｏｃｋｅｔ　ｍｏｔｏｒｓ（ＳＲＭ），ｔｈｅ　ｗａｙ　ｏｆ　ｍｕ１ｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ　ｏｐｔｉ—　ｍｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ＳＲＭ　ｗｉｔｈ　ｓｔａｒ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ　ｇｒａｉｎ　ｆｏｒ　ｉｎｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｅｖｅｒａｌ　

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用

科学与信息化2020年7月下 23浅析THALES STAR2000一次雷达仙波的识别和参数优化策略李华 北京空管工程技术有限公司 北京 100621摘 要 文章基于对THALES STAR2000雷达仙波的识别和处理做出了解释，提出了方法，阐述了相关参数的作用和意义，对THALES雷达仙波参数的设置提供了参考。关键词 雷达；仙波；识别引言一次雷达是利用目标对电磁波的反射来发现目标并测出其所在位置的。飞机、导弹、车辆、建筑物、山川、云雨等，都可能成为探测目标。THALES STAR2000一次雷达是法国THALES公司所生产的，应用于探测机场及其周边的航路信息。1 仙波的形成仙波，通常被称之为异常回波或者是反常回波，大气扰动、闪电、鸟群和昆虫群等会对雷达辐射的电磁波产生反射，导致雷达产生仙波，由于其条件的不确定性，也导致了其回波形态也有所不同。仙波航迹识别功能的作用就是要识别出由仙波产生的异常航迹并抑制仙波航迹的输出。通常情况下，仙波的运动速度比较缓慢，并且同一时刻出现的仙波的运动方向不会相差很大。雷达正是根据仙波的这个特点来进行抑制的。每当有大风、多云的时候（当然不局限于这种条件），一次雷达就有可能会出现仙波现象，会导致雷达产生大量假目标（如图1所示），如果不对仙波的抑制参数加以设置，雷达会将这些假信号输出到自动化系统，严重的时候会影响到管制人员的正常指挥。往往的应急措施就是关闭一次雷达发射，这样一次信号就不存在了，这样既不影响管制员正常的指挥，又无法看到仙波引起的假信号。但是这样的应急方法只能治标，不能治本。因此，做好仙波的抑制工作，能有效提高雷达一次航迹起始和跟踪的正确率[1]。图1 仙波产生时的原始视频信号2 THALES STAR2000雷达仙波的解决办法首先，雷达会根据参数“仙波处理方位分组（angel processing azimuth sharing out）”来进行方位分组，雷达将整个360°等分成16或32份（由于不同版本的THALES软件，可设置实际的方位区域的数量或者大小会有所不同，在THALES厂家所看到的CBP里面就是S32 2，表示的是将360度等分成32份，每份是11.25度，再将11.25度乘以2，实际探测的方位扇区大小就是22.5度），我们称之为方向分组。雷达将当前速度小于“仙波识别速度门限（maximum angel track speed）”的航迹（称为疑似仙波航迹）记录下来，根据疑似仙波航迹的运动方向，将这些小于速度门限的航迹分配到各个方向分组（根据angel processing azimuth sharing out里设置的参数来定）。雷达会记录每次天线扫描周期内，所有分组的疑似仙波航迹的分布情况。需要注意的是，这里所讲的方向扇区不是指方位扇区。方位扇区是指雷达回波的方位坐标处于哪个方位区间内；而方向扇区是指雷达航迹运动的方向处于哪个方向区间内，称之为heading。例如，有某个疑似仙波航迹处于方向扇区1内，就是说该航迹的运动方向是在0°到22.5°之间。如果说某个点迹处于方位扇区1内，这就是说该点迹的方位坐标是在0°到22.5°之间。虽然方向扇区与方位扇区使用的单位都是“度”，但它们在含义上是有差别的。图2 方向扇区示意图图2（a）给出了一个例子：如果将360°等分为16份，则每个方向扇区的宽度是22.5°。如果在某个天线扫描周期内（即天线从0°开始到360°截止这段时间内），雷达一共检测到有20条航迹的平均速度小于仙波识别速度。这20条疑似仙波航迹的运动方向分布情况如下表：方向扇区角度疑似仙波航迹数量10°至22.5°0222.5°至45°2345°至67.5°3467.5°至90°2590°至112.5°16112.5°至135.°17135°至157.5°08157.5°至180°09180°至202.5°010202.5°至225°011225°至247.5°3 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用

第52卷第2期2020年4月Vol.52No.2Apr.2020南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics

摆线桨悬停状态气动特性及参数优化

冯旭碧，朱清华，雷良，赵启兵

（南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016）

摘要：为了进一步提高摆线桨的气动效率，本文对摆线桨的设计参数进行了优化研究。首先分析了流管模型的基本原理，基于薄翼振荡原理，结合动量和叶素理论建立了摆线桨的双盘⁃多流管非定常气动模型。然后，通过相关算例验证了模型的适用性，结果表明：实度较小时，准确度较高，而随着实度与转速的增加，桨叶之间的干扰加强，误差值增大。通过大量试验与计算数据的对比，总结了不同实度时，多流管模型的拉力修正因子。最后，基于双盘⁃多流管气动模型，应用遗传算法对摆线桨的相关设计参数进行了优化设计，优化后的功率载荷提高了12.4%左右。同时，对比发现优化后的摆线桨比旋翼具有更高的气动效率。关键词：气动性能；摆线桨；多流管模型；优化设计中图分类号：V211.1文献标志码：A文章编号：1005⁃2615（2020）02⁃0311⁃07

AerodynamicPerformanceandParameterOptimizationof

CycloidalRotoratHover

FENGXubi，ZHUQinghua，LEILiang，ZHAOQibing

（NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China）

Abstract:Inordertofurtherimprovetheaerodynamicefficiencyofcycloidalrotor，itsdesignparametersareoptimized.Firstly，thebasicprinciplesoftubemodelforthecycloidalrotorareanalyzed.Basedonthetheory

第２８卷第３期　计算机仿真　２０１１年３月　

文章编号：１００６—９３４８（２０１　１）０３—００６９—０４　

吸气式高　超声速飞行器多学科优化设计研究　

高度，唐硕　

（西北工业大学航天学院，陕西西安７１００７２）　

摘要：在冲压发动机推进特性问题的研究中，高超声速飞行器是一种多学科强耦合的先进飞行器，传统的设计方法一般只考　虑某一个性能和学科，造成设计性能不理想，而多学科优化设计（ＭＤＯ）能够探索和充分利用工程系统中的协同机制来实现　复杂飞行器的设计。为优化推进技术，完善设计，提高航程，用多学科优化设计方法对高超声速飞行器进行了优化设计。建　立了包括空气动力学、推进系统、结构质量以及弹道航程等多个学科模型在内的多学科优化平台。进行仿真，结果表明满足　各个学科约束的条件，使得飞行器的航程提高１２．９４％。同时也说明文中针对高超声速飞行器搭建的多学科优化平台是可　行的，为优化设计提供了保证。　关键词：多学科优化；吸气式高超声速飞行器；遗传算法　中图分类号：ＴＪ７６５．４＋３　文献标识码：Ａ　

Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ａｉｒ－ｂｒｅａｔｈｉｎｇ　

Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｏｎｃｅｐｔ　Ｄｅｓｉｇｎ　

ＧＡ０　Ｄｕ．ＴＡＮＧ　Ｓｈｕｏ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＸｉＡｎ，７１００７２，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｗａｖｅ－ｒｉｄｅｒ　ａｉｒ—ｂｒｅａｔｈｉｎｇ　ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ　ｃｒｕｉｓｅ　ｖｅｈｉｃｌｅ（ＨＣＶ）ｉｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙ　ＣＯＵ—　

ｐｉｅｄ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｏｎｌｙ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｎｏｎ－ｏｐｔｉｍｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＭＤＯ）ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉ—　ｐｌｉｎａｒｙ　ａｎｄ　ｕｓｅ　ａ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｗａｙ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｐａｃｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｖｅｈｉｃｌｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｕｓｅｄ　ａ　ＭＤＯ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ