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摘要
为解决飞行器航程最优为目标的固体火箭发动机方案设计优化问题，在固定规模约束下建立了复杂三维发动机装药、壳体和喷管的几何参数化模型及推力、质量的性能模型，同时，根据助推滑翔飞行器飞行环境严酷、性能要求高等特点，建立了多约束飞行器航程能力评估模型，然后采用改进自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法评估当前发动机方案对应的飞行器最大航程，构建了含约束的混合整数参数优化问题。针对高耗时混合整数参数优化问题，引入Kriging代理模型，对实数型序列近似优化算法进行了调整，加入了整数约束。针对传统全局加点准则收敛速度慢的问题，提出了局部增强策略，并进行了数值验证。仿真结果表明：采用改进自适应伪谱法得到的飞行轨迹满足全部约束要求，相对于初始固体火箭发动机方案，优化后的发动机方案对应的最大航程提升了12.89%,改进算法的优化结果与遗传算法一致，但耗时函数的调用次数仅为后者的2%,且相比于传统序列近似优化算法，该算法具有一定的全局搜索能力，有效改善了收敛速度。
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单位中国运载火箭技术研究院; 上海机电工程研究所; 北京宇航系统工程研究所
