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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的考虑飞行状态约束的亚轨道飞行器运载性能优化方法，属于亚轨道飞行器设计优化领域。本发明实现方法为：综合考虑亚轨道飞行器几何、气动等重点学科间耦合关系，建立亚轨道飞行器多学科分析模型与多学科设计优化问题模型；采用基于初始样本扩容机制的近似优化策略，以亚轨道飞行器有效载荷最大为目标函数，考虑过载、动压等飞行状态约束，对亚轨道飞行器设计变量优化；在优化过程中，采用Kriging代理模型代替亚轨道飞行器高耗时分析模型，由约束差分进化算法求解代理模型伪最优解，并结合综合改善概率与重点设计空间方法，实现代理模型管理与更新，高效引导亚轨道飞行器运载性能优化过程收敛至全局最优解，即实现亚轨道飞行器运载性能优化。

主权项：1.考虑飞行状态约束的亚轨道飞行器运载性能优化方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：确定亚轨道飞行器运载性能优化模型，并确定基于初始样本扩容机制的近似优化策略初始参数；步骤二：基基于亚轨道飞行器设计变量，建立亚轨道飞行器的参数化几何主模型，并获取亚轨道飞行器几何特征；亚轨道飞行器几何特征包括参考面积、头部驻点最大曲率半径、头部驻点最小曲率半径、机翼前缘曲率半径、机翼前缘后掠角、总体积、总表面积、机翼面积及尾翼面积；步骤三：依据步骤二中的亚轨道飞行器几何主模型及参考面积，获取亚轨道飞行器升力系数及阻力系数；步骤四：根据步骤二中的亚轨道飞行器头部驻点最大曲率半径、头部驻点最小曲率半径、机翼前缘曲率半径、机翼前缘后掠角，以及飞行工况，获取亚轨道飞行器头部驻点热流密度、机翼内翼段前缘热流密度及机翼外翼段前缘热流密度；步骤五：依据步骤二中的亚轨道飞行器总体积、总表面积、机翼面积、尾翼面积，获取亚轨道飞行器再入返回质量；步骤六：依据步骤二中的亚轨道飞行器参考面积、步骤三中的升力系数及阻力系数、亚轨道飞行器再入返回质量以及飞行工况，建立亚轨道飞行器的弹道模型；步骤七：基于步骤一中的亚轨道飞行器运载性能优化模型，以亚轨道飞行器有效载荷质量最大为优化目标，采用初始样本扩容机制对亚轨道飞行器样本进行扩容，利用样本数据库中的所有样本信息构建目标函数与约束函数的Kriging代理模型，采用Kriging代理模型代替亚轨道飞行器高耗时分析模型，并由约束差分进化算法求解代理模型伪最优解；结合综合改善概率与重点设计空间方法，在满足亚轨道飞行器各学科设计要求下实现代理模型管理与更新，高效引导亚轨道飞行器运载性能优化过程收敛至全局最优解；步骤八：输出当前样本数据库中的可行最优解，作为亚轨道飞行器优化结果，即实现考虑飞行状态约束的亚轨道飞行器运载性能优化。

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