闫晓东, 韩冰

(西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072)

试验设计方法在飞行器性能仿真验证中的应用

闫晓东, 韩冰

(西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072)

试验设计方法通过数据抽样和对结果的统计分析,为在各种误差和干扰的作用下飞行器的飞行性能分析提供了有效途径。介绍了常用的试验设计方法,提出了试验设计方法与数字仿真技术相结合的途径,并论述了飞行性能仿真的试验设计实现流程。算例结果表明,试验设计方法在飞行仿真中的应用不仅能够大大减小统计打靶计算量,还可以实现飞行器飞行包线的确定以及对飞行性能的验证评估。

试验设计; 飞行仿真; 虚拟试验

引言

飞行器在飞行过程中,会遇到很多非线性、多变量、变系数的误差和随机干扰作用。在这些误差和干扰的作用下,飞行器的飞行包线、飞行稳定性、命中精度、脱靶量、飞行参数的最优解等的分析、仿真验证是需要研究的一项重要内容。研究此类问题的传统方法是Monte-Carlo模拟打靶方法[1],该方法通过大量的随机模拟实验来获得在误差和干扰作用下的飞行性能或参数的变化规律与范围。为了保证统计结果的置信度,一般Monte-Carlo模拟打靶次数比较多,有时这种大量模拟试验的计算花费是难以承受的。因此,国内外一些学者开始将试验设计技术应用于飞行力学的研究中,试图以较少的试验次数获取高精度的估计结果,并取得了一些成果,如利用均匀设计研究掠海导弹击水概率[2]、利用正交设计优化弹翼结构[3]、利用拉丁超立方体设计(LHD)估算飞行器结构可靠性[4]等。……