一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法
本发明公开了一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法，通过合理设计制导火箭发射后的加速过程，有效减少穿越稠密大气过程中的能量损失，提高制导火箭的能量转化效率，最终在装药量相当的情况下使制导火箭在主动段末获得更大的机械能，从而有效提高射程。本发明方法的一个显著特点是制导火箭主动段末海拔高度更高，从而使制导火箭增程同时获得更好的主动段热环境。
发明专利
CN202311629739.4
2023-12-01
CN117662326A
2024-03-08
F02K9/32(2006.01)
西安现代控制技术研究所
乔浩;牛智奇;骆盛;杜凤怀;吕鸿鹰;杨云刚;苗劲松;毛瑞;李琪;魏其;张博远;裴培;李昊;李瑶
710065 陕西省西安市雁塔区丈八东路10号
西北工业大学专利中心
顾潮琪
陕西;61
1.一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：制导火箭主动段的加速特性需求分析； 制导火箭在主动段飞行需要克服空气阻力做功，空气阻力D表示为： 式中：Cd为阻力系数，Sref为参考面积，ρ为大气密度，V为速度； 步骤2：制导火箭固体火箭射程性能评估模型； 首先建立外弹道射程评估模型： 式中：r为地心距；θ为弹道倾角；S为射程；P为发动机推力；α为攻角；X为阻力，Y为升力；g为重力加速度；m为全弹质量；mdot为发动机秒流量； 令单室双推固体火箭发动机两级总冲比为k1、两级工作时间比为k2，迭代过程中两级推力均采用平均推力获取，即： 式中：Ttotal为发动机总冲，tf为发动机总工作时间，t为发动机当前工作时刻； 以r、S、V、θ、m、α为状态量，攻角变化率为控制量，k1、k2为待优化参数，外弹道基于瞬时平衡假设建立攻角与舵偏角的联系，以射程最大作为性能指标，表示为： J＝-Send (8) 步骤3：内外弹道联合配比参数解算； 采用数值优化方法进行迭代寻优，通过优化配比参数，使外弹道获得实时的推力数据，从而驱动外弹道射程寻优；外弹道射程寻优的结果反馈至内弹道迭代过程，驱动配比参数更新；在满足算法收敛条件后，外弹道输出射程结果，内弹道输出配比参数k1、k2； 步骤4：根据配比参数展开固体火箭发动机方案改进，对火箭实际推力曲线进行射程能力校核，若满足指标要求，则完成增程设计；若不满足，则继续进行迭代设计。 2.根据权利要求1所述的一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法，其特征在于，所述数值优化方法为内点法、凸优化方法、高斯伪谱法之一。 3.根据权利要求1所述的一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法，其特征在于，所述数值优化方法为高斯伪谱法。 4.根据权利要求1所述的一种采用单室双推配比设计的制导火箭增程方法，其特征在于，所述配比参数k1＝1，k2＝1/3，即总冲比为1:1，该组参数为理想增程配比设计参数。