变外形滑翔制导炮弹的气动外形多目标优化

摘要

为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能，实现大幅度增程的目的，基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具，以尾翼展长和后掠角作为变形参数，并调整舵翼的外形参数，基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对滑翔制导炮弹的爬升段(优化目标为弹丸的零升阻力系数和静稳定储备量)和滑翔段(优化目标为弹丸的升阻比和操纵比)分别进行了变外形多目标优化设计，最终获得各飞行段的最优外形方案。数值仿真结果表明：优化后的变外形方案可明显改善该滑翔制导炮弹各飞行段的气动弹道性能。在本文设定的飞行条件下，爬升段阻力系数降低了13.3%,滑翔段升阻比增大了36.1%,弹丸在整个飞行过程中稳定性适当，且稳定性和操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好；相较于基准固定外形方案，滑翔控制条件下采用变外形方案的滑翔制导炮弹射程增加了8.4%,增程效果显著。本文工作为滑翔制导炮弹的变外形方案设计提供了参考。

关键词

滑翔制导炮弹 / 变外形 / 变后掠 / 变展长 / 多目标优化