基于Sobol′灵敏度分析的火箭弹自力弹射多目标约束优化

作者：宋健; 佘湖清^*; 李超; 蔡蒨

来源：推进技术, 2022, 43(12): 45-53.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.210833

• Sobol′法
• 灵敏度分析
• 火箭弹
• 自力弹射
• 约束优化

火箭弹自力弹射过程中燃气被限制在低压室内，低压室压强使得出筒速度增加的同时也增大了发射装置受力。为完成自力弹射的多目标约束优化，首先建立了发动机-低压室耦合内弹道模型，开展实弹试验对模型进行了验证；其次采用Sobol′全局灵敏度分析法，以低压室压强峰值和弹体出筒速度为目标响应，求得各设计参数的灵敏度数据；最后以低压室压强峰值最小和弹体出筒速度最大为优化目标，基于灵敏度数据建立自力弹射多目标约束优化模型，采用NSGA-II算法进行求解。结果表明，发动机装药量对低压室压强峰值及出筒速度的影响最为显著，低压室初始长度对低压室压强峰值影响较大，低压室开孔数量对弹体出筒速度影响较大；在Pareto最优前沿上选取10个备选方案并采用逼近理想解排序法排序。相较于初始方案，排序得到的最终优化方案的低压室压强峰值降低13.41%，弹体出筒速度增加52.56%，自力弹射性能得到提升。