冲压发动机导弹轨迹/总体参数一体化优化设计

对以冲压发动机为动力导弹的轨迹/总体参数一体化优化设计问题进行了研究。建立了一体化优化的相关数学模型,提出采用高斯伪谱法将一体化优化中的轨迹最优控制问题参数化,然后用序列二次规划方法求解该一体化优化问题。仿真结果表明,经过一体化优化设计,起飞质量比不考虑轨迹优化的方案减少了4.06%。总体参数优化结合轨迹优化最大程度地挖掘了导弹总体设计的潜力,提高了总体性能。其结果可为冲压发动机导弹总体优化设计研究提供理论参考。

基于混合遗传算法的冲压发动机导弹总体参数优化

为提高冲压发动机导弹的总体设计性能,应对其总体参数进行优化。经典的优化算法在求解该问题时存在对初值敏感、局部收敛等问题。提出了一种基于混合遗传算法的导弹总体参数优化设计方法,将自适应遗传算法的全局搜索能力与Powell算法的强局部寻优能力有机结合起来。以起飞质量最小为目标函数,飞行性能为约束,应用该算法对导弹总体参数进行了优化设计。仿真结果表明,该算法避免了初值猜测、局部收敛和病态矩阵等问题,能够快速地搜索到全局最优,优化后起飞质量比原方案减少6.9%。所提出的混合遗传算法可有效地应用于导弹总体参数优化。

冲压发动机导弹进气道设计的几个问题

进气道的设计对冲压发动机导弹的动力学性能和发动机性能都有着至关重要的影响。在某种意义上说,进气道设计的成败即关系着导弹设计的成败。本文分析了进气道设计中的几个关键问题,虽然这些分析还是定性的,但它对定量的数值计算和风洞试验却是不可缺少的。尤其重要的是:对具有固定进气口和楔体的进气道,其设计必须兼顾导弹全作战包络,即在各种外弹道条件下,避免进气道处于亚临界工作状态,更不能出现“喘振”。

冲压发动机导弹协调控制与总体设计一体化研究

分析了冲压发动机导弹设计过程中遇到的两个主要问题，通过分析原因确定了解决思路。最后，经过一体化设计，采用BTT＋STT的协调控制，将攻角限幅融入协调控制过程中，并采取剩余飞行时间门限强制进行协调控制。这样不仅解决了导弹飞行过程中的稳定与控制问题。确保冲压发动机正常工作，并解决了导弹飞行末端的快速性和机动性要求，可以使导弹获得最佳的总体性能。

冲压发动机导弹飞行/推进协调控制

针对冲压发动机导弹飞行/推进耦合问题,提出了一种基于飞行/推进一体化设计思想的空气舵和发动机推力协调控制方法。采用反馈线性化将纵向控制数学模型进行精确线性化并设计了飞行/推进协调动态逆控制器。仿真结果表明:本文设计的控制器实现了对纵向轨迹的精确跟踪和解耦控制;同时发动机推力参与纵向控制还可增大导弹可用过载,改善导弹飞行控制品质。

双模态冲压发动机导弹的弹道设计及仿真计算

根据固体火箭助推器和双模态冲压发动机的特点,对双模态冲压发动机导弹的飞行弹道进行了设计,建立了弹道计算的数学模型,并进行了弹道仿真计算。结果表明,飞行弹道设计合理,数学模型正确,可以用于导弹的初步设计。

基于自抗扰的冲压发动机导弹大过载机动控制

采用自抗扰控制方法设计了过载和马赫数控制律。根据导弹纵向运动方程,采用精确线性化方法建立了导弹过载控制和马赫数控制模型,将模型不确定性和外界扰动视为总干扰,并建立扩张状态观测器对其进行精确估计,然后设计了基于状态误差和干扰补偿的过载和马赫数非线性反馈控制律。仿真结果表明所设计的控制器能够快速稳定跟踪大过载机动控制指令,在机动过程中能充分发挥冲压发动机推力性能,使导弹能尽可能准确的跟踪马赫数指令;此外过载通道和马赫数通道之间耦合较小,充分验证了所设计控制器的有效性。

台湾中程对陆攻击导弹路线之争——冲压发动机导弹V．S．弹道导弹

2003年11月底，陈水扁曾公开宣称，解放军在大陆东南沿海部署496枚导弹，对台湾形成严重威胁。由于解放军导弹威胁已非一朝一夕，因此台湾军方早已研究模拟反制作为，其中一项就是“秘密发展中程对陆攻击导弹”。

冲压发动机导弹爬升轨迹与推力调节规律优化

针对以冲压发动机为动力的导弹爬升问题,建立了飞行轨迹和推力规律一体化优化设计模型。采用基于三次样条的直接离散方法,将弹道优化问题转化为参数优化问题,选取兼顾全局搜索能力和局部搜索精度的粒子群-变尺度法(PSO-BFGS)串联混合算法求解最省燃料爬升弹道,得到了"先减速再加速"爬升方案。相比传统的采用最大推力规律、仅优化爬升轨迹的爬升方案,一体化设计能充分发挥冲压发动机的推力调节能力,使导弹以较小的平均飞行速度完成爬升过程,可以显著节省燃耗,提高导弹的性能。

冲压发动机超薄壁波纹形件的粘性介质压力成形

粘性介质压力成形是一种采用具有高粘度并且可流动的半固态介质作为软凸模的成形方法。采用试验和数值模拟方法 ,研究了高温合金超薄壁波纹形件成形过程坯料形状、应变分布、厚度分布的变化和界面摩擦对板料成形的影响 ,研究结果表明 :成形件尺寸精度高、表面质量好、厚度均匀 ;与钢凸模成形相比较 ,可以避免局部较小半径曲面之间的严重颈缩 ;对于具有局部较小半径曲面的复杂形状薄壁件 。

反舰导弹——强有力的海上打击武器

从反舰导弹发展所遵循的途径出发，分析了各国近程、中远程反舰导弹的发展现状，介绍了反舰导弹的任务剖面，论述了反舰导弹今后的发展趋势。

在南非服役的“怪蛇3”导弹

在空军的一幅达索公司“幻影”F-1C飞机的照片上出现了以色列拉斐尔公司的“怪蛇3”近距红外空对空导弹,首次证实了南非空军已经获得了该弹。 “怪蛇”导弹弹体也可能成为目前南非空军正在追求的一种主动雷达制导超视距导弹方案,即R-Darter导弹的弹体。 南非空军可能会把“怪蛇3”导弹装备到“幻影”

基于响应面的变复杂度气动分析模型

结合变复杂度和响应面近似建模方法,采用CFD和工程估算气动分析方法,构建了基于响应面校准的变复杂度气动分析模型。以冲压发动机导弹为例,采用拉丁超方取样技术,选取6个CFD计算状态,建立了差值和比值校准响应面,并比较校准后的气动性能与CFD分析。结果显示,基于差值校准响应面的变复杂度方法具有较好的逼近能力和计算效率,适合于飞行器多学科设计优化过程的气动分析。

美国高超声速技术发展计划

美国自20世纪50年代开始研究吸气式高超声速技术。冷战期间,美国出于军备竞赛和争夺技术领先的需要,提出过许多超燃冲压发动机及高超声速飞行器发展计划,如先进战略空射导弹(ASALM)、超燃冲压发动机导弹(SCRAM)、高超声速研究用发动机计划(HREP)、国家空天飞机计划(NASP)等。这些计划虽均中途夭折,但在关键技术方面取得了重大突破,大大推动了美国高超声速技术的发展。