约束条件是对设计变量的取值给以某些限制的数学关系式。根据固体火箭发动机设计的实际情况，其约束条件主要分为几何约束和性能约束两大类。每个设计变量都因总体方案要求等而有其一定的变化范围，故有式所示的约束。可能用到的约束条件1.燃烧室直径D的界限燃烧室直径D通常情况下亦即导弹直径。......
2023-08-02
固体火箭发动机优化设计中的目标函数
【摘要】：将发动机的优化设计问题变为求解设计变量满足约束条件并使得目标函数f取最小值。固体火箭发动机常用的优化目标函数如下。于是，也可把飞行速度增量作为目标函数。作为研究目标，研制周期和研制费用这一类要求为目标函数时处理起来将使问题更加复杂。在可以分主次的情况下，则取其中主要的一个作为目标函数，而将其余的作为约束条件来处理；若无法分出主次时，可以用多目标函数的某种组合，形成一个综合目标函数来处理。
从系统工程的角度考虑，固体火箭发动机导弹/火箭大系统中的重要的分系统组成部分，在优化设计中，分系统的优化准则应取大系统的优化准则，它的数学表达式就是目标函数。
根据发动机的优化准则，设计参数分析以及确定的设计变量和约束条件，可建立起优化数学模型。将发动机的优化设计问题变为求解设计变量
满足约束条件并使得目标函数f（X）取最小值。
固体火箭发动机常用的优化目标函数如下。
1.质量比冲
发动机是否质量轻和体积小是衡量固体火箭发动机设计质量优劣的重要指标。该质量指标可以用质量比冲来表征。
质量比冲I0表示发动机每单位质量所能产生的冲量值，I0越高，发出规定的总冲所需发动机的质量就越轻，亦即：
2.火箭起飞质量
这是把导弹总体设计的目标函数也作为发动机设计的目标函数，将发动机的最优化设计程序变成导弹总体最优化设计程序中的一个子程序。
式中 mp——装药量；
mm——发动机结构质量；
mf——火箭（或导弹）的载荷量（除发动机外的一切质量）。
3.火箭飞行速度增量
在一些体积（或长度）受到限制的导弹设计中，例如潜射的战略武器、大型运载火箭等，则要求给定体积（或长度）条件下，使飞行速度增量（或射程）最大。于是，也可把飞行速度增量作为目标函数。
以上是单目标函数情况下固体火箭发动机优化设计常用的几种目标函数。显然，在导弹设计的战术技术要求中，往往要求发动机要同时满足上述几个设计目标：不仅要求在给定飞行速度增量（或射程）下起飞质量最小，还要求体积最小、研制费用最低、研制周期最短等。作为研究目标，研制周期和研制费用这一类要求为目标函数时处理起来将使问题更加复杂。在可以分主次的情况下，则取其中主要的一个作为目标函数，而将其余的作为约束条件来处理；若无法分出主次时，可以用多目标函数的某种组合，形成一个综合目标函数来处理。
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2023-08-02
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2023-06-23
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2023-08-02
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2023-08-02
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