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多级固体运载火箭分级多学科设计优化

马树微 李静琳 陈曦 陈万春

马树微, 李静琳, 陈曦, 等 . 多级固体运载火箭分级多学科设计优化[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(3): 542-550. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0196
引用本文: 马树微, 李静琳, 陈曦, 等 . 多级固体运载火箭分级多学科设计优化[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(3): 542-550. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0196
MA Shuwei, LI Jinglin, CHEN Xi, et al. Stage-wise multidisciplinary design optimization for multi-stage solid launch vehicle[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(3): 542-550. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0196(in Chinese)
Citation: MA Shuwei, LI Jinglin, CHEN Xi, et al. Stage-wise multidisciplinary design optimization for multi-stage solid launch vehicle[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(3): 542-550. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0196(in Chinese)

多级固体运载火箭分级多学科设计优化

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0196
详细信息
    作者简介:

    马树微 男,博士,讲师。主要研究方向:导弹总体设计与气动分析。Tel.:010-82313302 E-mail:shuwei_ma@buaa.edu.cn;陈万春 男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:飞行力学,制导、导航与控制。Tel.:010-82339769 E-mail:wanchun_chen@buaa.edu.cn

    通讯作者:

    陈万春,Tel.:010-82339769 E-mail:wanchun_chen@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V241.1

Stage-wise multidisciplinary design optimization for multi-stage solid launch vehicle

  • 摘要: 为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一起,形成系统级和子系统级的框架。设计了并行方式和串行方式2种子系统的优化流程,以起飞总重最小为目标进行了多学科设计优化(MDO)。结果显示,这2种分级优化的方法与多学科可行(MDF)方法相比能减小优化过程中的迭代次数,得到更好的优化结果,从而验证了分级优化方法在多级固体运载火箭MDO的可行性与优越性。

     

  • [1] 甘楚雄. 弹道导弹与运载火箭总体设计[M].北京:国防科技图书出版社,1993:53-54. GAN C X.Design of ballistic missile and launch vehicle[M].Beijing:National Defense Science and Technology Press,1993:53-54(in Chinese).
    [2] 吴魁,华楠, 弓川锦,等.运载火箭总体多学科协同优化平台方案研究[J].宇航学报,2009,30(6):2072-2076. WU K,HUA N,GONG C J,et al.A MDO platform resolution for launch vehicle system design[J].Journal of Astronautics,2009,30(6):2072-2076(in Chinese).
    [3] 许林,陈小前, 王振国.飞航导弹总体设计MDO问题表述研究[J].弹箭与制导学报,2008,28(6):1-10. XU L,CHEN X Q,WANG Z G,Research on MDO formulation of cruise missile design[J].Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance,2008,28(6):1-10(in Chinese).
    [4] 王振国,陈小前. 飞行器多学科设计优化理论与应用研究[M].北京:国防工业出版社,2006:32-33. WANG Z G,CHEN X Q.Research on the theory and application of multidisciplinary design optimization of flight vehicles[M].Beijing:National Defence Industry Press,2006:32-33(in Chinese).
    [5] 龚春林,顾振芳, 赵吉松,等.基于整体级概念的多级固体运载火箭设计与优化[J].固体火箭技术,2009,32(1):1-5. GONG C L,GU Z F,ZHAO J S,et al.Design and optimization of multi-stage solid launch rocket based on integrated stage concept[J].Journal of Solid Rocket Technology,2009,32(1):1-5(in Chinese).
    [6] BAYLEY D J. Design optimization of space launch vehicles using a genetic algorithm[D].Alabama:the Graduate Faculty of Auburn University,2007:15-20.
    [7] 龚春林,谷良贤, 栗华.亚轨道重复使用运载器总体多学科优化方法[J].固体火箭技术,2012,35(1):5-10. GONG C L,GU L X,LI H.Multidisciplinary design optimization method for suborbital reusable launch vehicle[J].Journal of Solid Rocket Technology,2012,35(1):5-10(in Chinese).
    [8] 杨希祥,张为华. 基于改进协同优化方法的固体运载火箭多学科设计优化[J].固体火箭技术,2011,34(6):671-676. YANG X X,ZHANG W H.Multidisciplinary design optimization of solid launch vehicles based on collaborative optimization[J].Journal of Solid Rocket Technology,2011,34(6):671-676(in Chinese).
    [9] 宣颖,张为华, 张育林.基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化[J].宇航学报,2009,30(2):669-674. XUAN Y,ZHANG W H,ZHANG Y L.Physical programming based multidisciplinary design,optimization of solid launch vehicle[J].Journal of Astronautics,2009,30(2):669-674(in Chinese).
    [10] BALESDENT M, BÉREND N,DÉPINCÉ P.Optimal design of expendable launch vehicles using stage-wise MDO formulation[C]//Proceedings of AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis Optimization Conferences.Reston:AIAA,2010:9324-9341.
    [11] CASTELLINI F, LAVAGNA M R,RICCARDI A,et al.Multidisciplinary design optimization models and algorithms for space launch vehicles[C]//Proceedings of AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis Optimization Conferences.Reston:AIAA,2010:9086-9109.
    [12] CASTELLINI F, RICCARDI A,LAVAGNA M,et al.Global and local multidisciplinary design optimization of expendable launch vehicles[C]//Proceedings of Structures,Structural Dynamics,and Materials Conferences.Reston:AIAA,2011:1901-1916.
    [13] 世界航天运载器大全编委会. 世界航天运载器大全[M].北京:中国宇航出版社,2007:117-121. The World Encyclopedia of Aerospace Vehicle.The world launch vehicles[M].Beijing:China Aerospace Press,2007:117-121(in Chinese).
    [14] 萨顿G P,比布拉兹O. 火箭发动机基础[M].洪鑫,等, 译.北京:科学出版社,2003:256-312. SUTTON G P,BIBLARZ O.Rocket engine base[M].HONG X,et al,translated.Beijing:Science Press,2003:256-312(in Chinese).
    [15] BALESDENT M, DÉPINCÉ P,BÉREND N.Optimisation multidisciplinaire de lanceurs[J].Journées des Thèses,2010,19(2):225-237.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-07
  • 网络出版日期:  2016-03-20

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