刘湛新1,张德权1,王达鹏1,张月1,武泽平2
摘要: 固体轨控发动机作为飞行器轨道控制的关键执行机构,其推力性能直接决定轨道控制精度。当前推力性能设计依赖工程经验,仅满足预设推力调节范围要求,对喉栓型面关键参数与推力响应之间的强非线性关系考虑不足,参数的极小偏差可能导致极大的推力偏差,制约推力精确调控的效率与准确性,亟需开展面向推力响应线性化与精确匹配的喉栓型面关键参数精细化设计。为此,建立轨控发动机燃气阀参数化数值仿真模型,通过优化拉丁超立方设计生成喉栓型面关键参数样本,计算各组样本在不同喉栓位移下的推力响应;采用径向基函数分别建立不同位移下推力关于喉栓型面关键参数的快速预示模型;在此基础上,以推力输出线性度及其与目标推力曲线的匹配精度为优化目标,结合非精确搜索策略对喉栓型面关键设计参数进行迭代寻优,实现了面向推力线性匹配的喉栓型面重构。设计结果表明,喉栓型面优化后,在2-10 mm位移调控范围内,推力响应与喉栓位移高度线性匹配,设计推力与需求推力偏差的均方根误差降低96%,验证了所提方法的有效性。所构建的喉栓型面优化设计框架,为推力线性匹配和精确调控提供理论与方法支撑。
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