- 戴亚林;李华光;余雄庆;
可重复使用运载器能有效地降低航天器发射入轨的成本，提高发射的便捷性。以一种水平起降两级入轨的概念方案为研究对象，开发了其运载器概念方案的多学科分析工具。该工具包括推进系统、几何、气动、质量、飞行性能、热防护和操稳分析模块。各模块采用适用于概念设计阶段的快速分析方法。通过集成各学科模块程序，创建多学科综合分析程序。应用结果表明，该工具能快速完成运载器概念方案的综合分析和评估工作，为运载器概念方案设计提供了一种高效技术手段。
2025年01期 No.463 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K] - 罗星东;侯自豪;袁雅;薄靖龙;翟茂春;李少伟;张珅榕;
为满足磁悬浮电磁助推发射过程中并联构型飞行器近地分离安全性分析需求，建立了基于CFD/RBD耦合的多体分离预测方法，制定了含辅助分离机构的近地约束分离策略，探究了约束分离和自由分离过程中的流场结构、气动载荷和约束载荷特性，并研究了姿控发动机工作时长对分离特性的影响。结果表明，近地激波干扰结构在约束分离阶段基本不变，飞行器头部激波的地面反射激波在自由分离阶段对机翼翼面形成直接干扰。随着飞行器抬头，超声速地面效应逐渐减弱，气动升力逐渐向自由空间状态靠近，与此同时垂向约束载荷不断减小。随着约束解除并进入自由分离阶段，头部反射激波增强了飞行器升力和低头力矩。当姿控发动机工作无量纲时间为280时，飞行器质心垂向位移将在无量纲时间1466时满足安全间距条件，此时俯仰角为θ=6.1°且约束时间恰到好处，能够更好地实现安全分离。
2025年01期 No.463 48-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K] - 付政伟;杨水旺;张琦;江宇璇;陈小婷;
针对高速飞行器壁面剪切应力测量试验环境以及壁面剪切应力传感器的精度影响因素，采用经典的楔形平板模型作为计算模型，利用ANSYS Fluent流体仿真软件对MEMS浮动元件壁面剪切应力传感器在Ma=6的高速流体中的试验环境进行仿真计算，确定壁面剪切应力传感器的量程为0～100 Pa、分辨率为1 Pa，为传感器测量壁面剪切应力以及确定传感器的设计指标提供参考依据。此外，研究壁面剪切应力传感器的浮动元件间的移动间隙、浮动元件与待测壁面的平齐度对壁面剪切应力测量的影响规律，确定移动间隙应控制在0.1 mm以内、平齐度下凹不超过0.03 mm，为壁面剪切应力传感器的装配工艺提供参考。
2025年01期 No.463 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 966K] - 邵泽山;关成启;吴东涛;
随着代理模型方法的发展及代理模型技术在优化问题中的应用，代理优化（SurrogateBased Optimization,SBO）算法已取代各类传统优化算法（如遗传算法）成为现今航空航天领域求解加筋薄壳结构优化问题的主流算法。但是随着加筋薄壳结构优化问题中设计变量数目的不断增加，传统的SBO算法面临计算效率降低的风险。针对工程中采用传统SBO算法求解设计变量数目较多的加筋薄壳结构优化问题时所面临的困难（计算效率低），将多层级优化策略与传统SBO算法相结合，且补偿考虑了多层级优化策略中各层级子优化问题间的耦合关系，提出了一种多层级自适应代理优化算法，并构建了所提出优化算法的框架。以航空航天工程中典型的加筋薄壳结构为算例，针对其轻量化设计中的优化问题，采用所提出的多层级自适应代理优化算法对其进行优化，对比分析了其与采用传统SBO算法所得结果。结果表明：在求解工程中典型设计变量数目较多的加筋薄壳结构优化问题时，相较于传统SBO算法，所提出的多层级自适应代理优化算法计算效率更高。
2025年01期 No.463 68-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K]