固体火箭发动机助推——跳跃弹道仿真与设计

1144766066 · 发表于 2022-5-2 10:54:31

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跳跃弹道是为了提高飞行器预警能力和弹道射程的一种弹道飞行模式，采用这种飞行方式的飞行器，由于滑翔前进中节省了燃料，因此可以携带较多的军事武器载荷，实现中远程或全球性投放和攻击。本文针对跳跃弹道的仿真与设计，进行了以下方面的研究：根据跳跃弹道的特点，分析了常见高超声速飞行器的气动特性。最终选择乘波体作为目标飞行器，进而设计乘波体的气动外形和计算乘波体的气动参数。根据飞行方案要求，选择合适的固体发动机组合，并且提出发动机总体性能参数，然后设计合适的固体火箭发动机组合。利用计算得到的气动参数和设计得到的发动机参数，进行质点弹道仿真，弹道仿真分为给定攻角控制规律的仿真和给定飞行姿态角的弹道仿真。设计飞行器质点弹道参数计算软件，此软件可以计算三级以内发动机助推的弹道。在给定初始条件及相关气动参数、发动机参数的情况下，利用该软件可以迅速得到质点弹道参数，可用于后续的弹道优化和六自由度弹道设计。最后进行弹道优化，目的是为了得到在有效能量下，射程最大、末速度最大的最优弹道。分别采用了MATLAB优化工具箱和遗传算法进行优化。文章选取合适的气动外形和固体火箭发动机组合，设计和优化了乘波体在20~60km高度采用跳跃飞行的弹道。

固体火箭发动机助推——跳跃弹道仿真与设计

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