Комплексная задача оптимизации проектных параметров и программ управления твердотопливной ракеты-носителя сверхлегкого класса

Abstract

Сформулирована комплексная задача совместной оптимизации проектных параметров и программ управления твердотопливной ракеты-носителя (ТРН) сверхлегкого класса как задача теории оптимального управления. Приведены элементы математической модели ТРН, позволившие свести задачу теории оптимального управления к задаче нелинейного математического программирования с ограничениями в виде равенств, неравенств и дифференциальных связей. В состав оптимизируемых параметров ТРН введены геометрические параметры, характеризующие начальные конфигурации зарядов маршевых РДТТ, что позволило в результате решения задачи внутренней баллистики сформировать программы изменения во времени тяговых и расходных характеристик маршевых РДТТ и осуществлять их оптимизацию при выборе проектных параметров ТРН на начальном этапе проектирования

Сформульовано комплексну задачу спільної оптимізації проектних параметрів і програм управління твердопаливної ракети-носія (ТРН) надлегкого класу як задачу теорії оптимального управління. Приведені елементи математичної моделі ТРН, які дозволили звести задачу теорії оптимального управління до задачі нелінійного математичного програмування з обмеженнями у вигляді рівнянь, нерівностей і диференціаль-них зв'язків. До складу параметрів ТРН, що оптимізуються, введені геометричні параметри, які характеризують початкові конфігурації зарядів маршових РДТП, що дозволило в результаті розв’язання задачі внутрішньої балістики сформувати програми зміни в часі тягових і витратних характеристик маршових РДТП і здійснювати їхню оптимізацію при виборі проектних параметрів ТРН на початковому етапі проектування.

The complex problem of the simultaneous optimization of the design parameters and control programs of the superlight solid launch vehicle is formulated as an optimal control theory problem. The components of the mathematical model of the solid launch vehicle are reported enabling the optimal control theory problem to be reduced to the nonlinear mathematical programming problem with constraints in the form of equalities, inequalities and differential constraints. The optimized parameters of the solid launch vehicle include the geometrical parameters characterizing the initial configurations of the cruise solid-propellant rocket engine charges with the resulting compliance and optimization of programs of time variations in the thrust and flow-rate characteristics of the cruise solid-propellant rocket engine when solving the internal ballistics problem and choosing the design parameters at the initial design stage.