多学科设计优化在载人航天器构型设计中的应用研究

提出一种将二级优化应用于载人航天器构型设计的方法,并以此为基础设计了面向载人航天器总体设计的多学科设计优化实施流程,包括总体优化、分系统优化和多学科模型生成器3个部分,分别完成:总体优化的任务,即优化全局设计变量,使总体目标最优;分系统优化的任务,即调整局部设计变量,满足分系统设计要求,并使分系统目标最优;多学科模型生成器,根据载人航天器构型自动生成各分系统计算模型。通过分析多学科设计优化(MDO)计算环境特点,提出建立载人航天器MDO计算环境的方法,为载人航天器总体设计提供一种新途径。

载人航天器外形CAD模型的快速生成

快速生成载人航天器三维外形模型是载人航天器数字化设计手段应用中的一个重要问题。以一个构型类似星辰号服务舱的载人航天器作为研究对象,研究了一种载人航天器外形参数化模型,包括总体轮廓参数化模型和剖面形状参数化模型。基于该模型,应用CATIA二次开发技术,编制了能自动生成载人航天器三维外形的CAD模型程序。应用算例表明,提出的参数化模型和所开发的程序能快速生成各种不同的载人航天器三维外形模型。