[发明专利]一种变外形飞行器变形轨迹优化方法

权利要求书

1.一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述的变外形飞行器为机翼后掠角和轴向位置可变的跨声速飞行器，优化方法包括以下步骤：

(1)根据变外形飞行器确定典型任务剖面，进而选择典型飞行状态；

(2)在选择的典型飞行状态下，根据变外形飞行器的两个变形参数选择两种不同的变形构型；

(3)对两种不同的变形构型进行流体动力学仿真，得到两种不同精度的气动数据；

(4)然后在不同飞行状态下，利用变复杂度模型，基于两种不同精度的气动数据进行建立变复杂度模型；

(5)利用建立的变复杂度模型，对不同变形构型的升阻比进行优化，获得最大升阻比的构型及其对应的升力、阻力和力矩系数；

(6)利用不同飞行状态下最佳变形构型对应的气动力系数建立气动力数据插值表；

(7)采用建立的气动力数据插值表获得的气动力进行弹道规划；

(8)根据弹道规划的结果，选取弹道上的典型飞行状态点对应得到最优外形，求得飞行器在飞行过程中的变形规律。

2.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述典型飞行状态，包括飞行速度Ma和飞行攻角α。

3.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述两个变形参数为后掠角和翼轴向位置。

4.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述两种不同的变形构型分别采用无粘Euler求解器和N-S求解器进行流体动力学仿真。

5.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述变复杂度模型为：

y_high(x)＝ρ(x)·y_low(x)+δ(x) (1)

其中，ρ(x)是高、低精度数据间的尺度/相关因子，为常数、线性函数或者二次函数；δ(x)是差异函数；y_low(x)和y_high(x)分别表示根据高、低精度数据建立的Kriging代理模型。

6.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述对不同变形构型的升阻比进行优化模型为：

其中，J为优化的目标函数，在优化过程中为升阻比；χ为机翼的后掠角，χ_limit为后掠角的极限；x_a为机翼的轴向位置，x_a,low和x_a,up分别为轴向位置的前后极限；x_p为飞行器的压心位置，x_p,low和x_p,up分别为压心的前后极限位置。

7.根据权利要求1所述一种变外形飞行器变形轨迹优化方法，其特征在于，所述弹道规划方程为：

式中，m为飞行器质量；g为重力加速度；x，y分别为射程和射高；v为飞行器速度；θ为弹道倾角；阻力X＝qSc_d，升力Y＝qSc_l，S为参考面积，动压c_d，c_l分别为阻力和升力的气动力系数。