空射弹道导弹助推段弹道设计与优化

2012-03-03聂川义郭建国周军呼卫军

飞行力学 2012年4期

聂川义，郭建国，周军，呼卫军

(西北工业大学精确制导与控制研究所，陕西西安 710072)

引言

弹道优化是最优问题的两点边值问题［1］，考虑导弹运动非线性微分方程求解复杂，加上多变的飞行环境、状态变量及控制变量约束限制，使其求解非常复杂。针对此问题，一般将弹道优化这一过程优化问题转化为参数优化问题，并通过数值优化算法求解［2-4］。

空射弹道导弹飞行弹道特点与弹道式弹道相似，针对后者的弹道优化设计已经作了大量研究。然而，空中水平发射方式又带来了新的问题。由于载机运载能力有限，空射导弹起飞重量大、体积大，亚声速水平发射，增加了弹道设计难度，并使飞行约束条件增强，进而增加了其弹道优化设计难度。

为此，本文针对空射弹道导弹低速水平发射的特点，分析了其初始爬升过程，设计了动力段的飞行弹道，以描述飞行程序角变化规律参数为设计变量，根据控制量参数化理论，将过程优化转化为参数优化，考虑空射、气动、动力系统等多种约束条件，建立了参数优化模型，并通过仿真计算，弹道优化效率明显提高，验证了设计飞行方案的可行性和有效性。