以减小初始扰动为目标的火箭弹定心部优化设计

摘要/Abstract

摘要：

为研究火箭弹定心部结构参数对火箭弹初始扰动的影响，建立了火箭弹发射过程中弹-轨相互作用的动力学仿真模型。以减小初始扰动为目标，以弹-轨不发生碰撞为约束，开展定心部结构参数的动力学仿真优化分析，得到了定心部的结构优化设计参数。优化结果表明，定心部的宽度对初始扰动影响较大，定心部结构参数的优化可在较大程度上减小火箭弹的初始扰动。优化方法及结果可为火箭弹定心部的设计提供参考。

关键词: 定心部, 优化设计, 初始扰动, 发射动力学

Abstract: In order to study the influences of rocket bourrelets structural parameters on the rocket initial disturbances, a dynamic simulation model of the interaction between rocket and rail was established. Taking minimizing initial disturbances as goals, and nonoccurrence of impact between rocket body and rail as constraint, launch dynamic simulation and optimal analysis of the rocket bourrelets were performed. The optimal design parameters of the rocket bourrelets were obtained. The optimal results show that the rocket bourrelets width has a large influence on initial disturbances, and the optimization of the bourrelets structural parameters may minimize initial disturbances of rocket to a great extent. The optimal method and results will provide reference to rocket bourrelet design.

Key words: bourrelet, optimal design, initial disturbance, launch dynamics

中图分类号:

TH122
TJ71

杨奇;甄文强;姬永强. 以减小初始扰动为目标的火箭弹定心部优化设计[J]. 中国机械工程.

YANG Qi;ZHEN Wenqiang;JI Yongqiang. Optimal Design for Rocket Bourrelets Aiming at Minimizing Initial Disturbances[J]. China Mechanical Engineering.

参考文献

[1]姚昌仁，唐国梁，宋廷伦.火箭导弹发射动力学[M].北京：北京理工大学出版社，1996：5-22.
YAO Changren, TANG Guoliang, SONG Tinglun. Launching System Dynamics for Rockets or Missiles[M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 1996:5-22.
[2]关宏，徐世杰.基于FLUENT计算的火箭离轨姿态运动仿真与分析[J].航天控制，2012，30(3)：93-98.
GUAN Hong，XU Shijie. The Analysis and Simulation of Attitude Motion for a Deorbit Rocket Based on FLUENT Flow Field Calculation[J]. Aerospace Control, 2012, 30(3): 93-98.
[3]朱保义.某多管火箭炮的动力学特性分析[J].舰船科学技术，2012，34(9)：51-55.
ZHU Baoyi. Dynamic Characteristics of Multiple Rockets Gun[J]. Ship Science and Technology, 2012, 34(9):51-55.
[4]曾永辉，王洪亮，刘君.某导弹发射系统动力学特性仿真研究[J].战术导弹技术，2013(1)：32-37.
ZENG Yonghui, WANG Hongliang, LIU Jun.Research on Dynamic Characteristics of Missile Launching System[J]. Tactical Missile Technology, 2013 (1):32-37.
[5]洪亚军，曹岩枫，尹强，等.火炮身管-反后坐装置集成优化设计方法研究[J].中国机械工程，2013，24(1)：15-20.
HONG Yajun, CAO Yanfeng, YIN Qiang, et al.Research on Integrated Optimization Method of Barrel and Recoil Mechanisms[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(1):15-20.
[6]冯勇，徐振钦.基于多岛遗传算法的火箭炮初始扰动综合优化分析[J].振动与冲击，2014，33(9)：168-172.
FENG Yong, XU Zhenqin. Comprehensive Optimization of Initial Perturbation of a Rocket System with Multi-island Genetic Algorithms[J]. Journal of Vibration and Shock, 2014, 33(9):168-172.
[7]陈阵，毕世华.基于减小初始扰动的弹管间隙优化设计方法[J].固体火箭技术，2010，33(2)：135-137.
CHEN Zhen，BI Shihua. An Optimum Design Method for Clearances between Rockets and Launching Tubes Based on Minimizing Initial Disturbances[J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2010, 33(2):135-137.
[8]李彦君.发射装置与火箭弹间相互作用非线性动力学分析[D].南京：南京理工大学，2012.
LI Yanjun. Nonlinear Dynamics Analysis on the Interaction between Emission Devices and Rockets[D]. Nanjing: Nanjing University of Science and Technology, 2012.
[9]李喜仁.防空导弹发射装置[M].北京：中国宇航出版社，1993：406-481.
LI Xiren. Air Defense Missile Launcher[M]. Beijing: China Astronautic Publishing House, 1993:406-481.
[10]李军.火箭发射系统设计[M].北京：国防工业出版社，2008：162-189.
LI Jun. Rocket Launching System Design[M].Beijing: National Defense Industry Press, 2008:162-189.

[1]	鲁开讲, 师俊平, 张锋涛. 平面三自由度并联机构动力学优化设计 [J]. J4, 201016, 21(16): 1926-1931.
[2]	张琦1;李增亮1;董祥伟1;刘延鑫1;王雨婷2. 大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究[J]. 中国机械工程, 2021, 32(03): 368-377.
[3]	刘世豪, 林茂. [综述]高速数控转台优化设计方法研究现状与展望[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1629-1637.
[4]	高富东;王德心;王海东;曹建平. 基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1425-1436.
[5]	吕凤鹏;李朝阳;黄健;陈兵奎. RV减速器转臂轴承的优化设计[J]. 中国机械工程, 2020, 31(09): 1043-1048.
[6]	邹伟生1;刘瑞仙1;刘少军2. 粗颗粒海底矿石浆体提升电泵研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(24): 2939-2944.
[7]	陈东1;许敏2;李治3;郭松1;高彦凯1. 不等厚板激光拼焊在线碾压机构碾压轮结构参数优化设计[J]. 中国机械工程, 2019, 30(07): 872-876.
[8]	张旭1,2;张孟洁1;王格格1;李伟2,3;阮江涛1. 叶片表面粗糙条件下钝尾缘翼型优化设计[J]. 中国机械工程, 2019, 30(06): 728-734.
[9]	柯庆镝;李杰;吕岩;刘光复;宋守许. 基于结构和性能相似度分析函数的机械产品优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2019, 30(05): 586-594.
[10]	朱佳栋;苏少辉;陈昌;刘桂英. 面向产品配置设计的改进交互式遗传算法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(20): 2474-2478.
[11]	王倩蓉;姜潮;方腾. 一种考虑参数相关性的可靠性优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(19): 2312-2319,2326.
[12]	胡朝辉;崔雪姣;成艾国;秦晓凯. 基于均匀化循环理论的车身焊点布局优化方法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(19): 2384-2388.
[13]	吴永伟;邬再新;鲍政伟. 卧式HMC500主轴系统热特性分析及结构优化[J]. 中国机械工程, 2018, 29(13): 1596-1602.
[14]	王杰1;管声启1;夏齐霄2. 手指康复外骨骼机器人的结构优化设计[J]. 中国机械工程, 2018, 29(02): 224-229.
[15]	付永清, 张宪民. 多层渐进黑白拓扑优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2017, 28(11): 1292-1299.