多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法技术方案

多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法，包括以下步骤：参数初始化，建立目标函数，根据初始点火时序组合，计算初始点火时序组合的目标函数值；对当前点火时序组合在其邻域进行点火时序的搜索，并计算与搜索到的点火时序对应的目标函数值及其相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量；第一次点火时序搜索时，当前点火时序组合为初始点火时序组合；根据搜索到的点火时序和对应的目标函数的变化量对当前点火时序组合进行更新，点火时序优化结束后，按照已确定的当前点火时序组合进行点火。本发明专利技术通过调整各个燃气发生器接力点火的时序来满足不同类型导弹出筒过程小过载、大速度的指标要求，实现防空导弹的通用弹射。

【技术实现步骤摘要】
多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法
本专利技术属于地空导弹弹射
，尤其涉及一种基于多燃气发生器的动力系统的导弹弹射点火方法。
技术介绍
随着导弹型号的不断增加，导弹混装、共架发射技术已在世界主要军事强国得到广泛应用。如采用模块化设计的美国海军MK-41垂直发射系统，可以发射“标准”、“海麻雀”、“战斧”、“阿斯洛克”等十几种型号的导弹，执行包括对地攻击、防空反导在内的多种作战任务，是通用热发射的典型代表。在冷弹发射方面，俄罗斯的C-300系列、C-400、“道尔”以及我国的新型地空导弹武器型号也都采用了导弹混装、共架发射的技术。但由于各型导弹重量、最大承受过载等技术指标不同，仍然还有多种型号的导弹无法实现弹射装置的通用化，例如，“道尔”地空导弹武器系统的9M330导弹在重量上比C-300发射系统所能发射的导弹要轻，弹射过程承受过载和导弹运动速度不能满足技术指标要求，因此无法使用C-300导弹发射系统的弹射器来发射9M330导弹。目前国内外冷弹发射系统主要使用以下三种类型的弹射装置：双提拉杆式弹射器、单提拉杆式弹射器和尾推式弹射器。这三种弹射器均只有一个高压室(燃气发生器)，采用一次点火技术，每型弹射器只能弹射与其过载相匹配的导弹，无法弹射其它型号的导弹，通用性较差。为了解决不同类型导弹的通用发射问题，一种途径是使用推力可调的电磁弹射技术，但该技术的使用条件在未来数年内尚不成熟，限制了其实际应用。另一种途径是改进现有燃气弹射技术，有研究学者提出了基于多燃气发生器、多时序点火、模块化装药技术的通用导弹弹射器，此类弹射器设置有多个燃气发生器，以接力点火的方式克服单燃气发生器的弹射器在弹射后期由于燃烧结束、低压室容积增加引起的压强急剧下降的问题，提升了弹射器的推力效率，可以实现不同导弹的发射。但目前基于多燃气发生器的动力系统是采用固定点火时序对不同的燃气发生器进行点火，弹射器只能满足固定的导弹速度和过载要求，因此也只能弹射特定类型的导弹，依然无法实现真正的通用弹射。如何能优化点火时序，使具有多燃气发生器的弹射器可以适应不同质量、不同速度和过载要求的防空导弹，实现通用发射，是多燃气发生器动力系统目前需要解决的难点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化点火时序的多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法，实现防空导弹的通用弹射。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法，所述动力系统的弹射器具有多个燃气发生器，包括以下步骤：S1、参数初始化、目标函数建立步骤；设定装药参数、弹射器结构参数、搜索区间T以及初始点火时序组合(t10,…,ti0,…,tn0)，i＝1,2…n，n为高压室个数；建立目标函数：式中的p2为当前时刻低压室压强，lm为当前时刻导弹行程，p2g为弹射过程中低压室的最大压强，lg为导弹最大加速行程，η为惩罚系数，targetP2为待发射导弹指标规定的低压室最大压强，ti为第i个高压室的点火时刻；根据初始点火时序组合，计算初始点火时序组合的目标函数值；S2、点火时序搜索步骤；对当前点火时序组合在其邻域进行点火时序的搜索，并计算与搜索到的点火时序对应的目标函数值及其相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量；第一次点火时序搜索时，当前点火时序组合为初始点火时序组合；对于当前点火时序组合(t1,…,ti,…,tn)，除了t1外，依次令每一个点火时刻增加一个搜索区间T，每个点火时刻增加一个搜索区间T得到一组点火时序组合，共得到n-1组点火时刻增加T后的点火时序组合(t1,…,ti’,…,tn)，ti’＝ti+T，t1＝0；计算每一组点火时刻增加T后的点火时序组合(t1,…,ti’,…,tn)的目标函数值J(t1,…,ti’,…,tn)，以及点火时刻增加T后的点火时序组合的目标函数值相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量，在得到的n-1个目标函数值的变化量中，找出其中的最大值|ΔJmax(i)+|，将与该目标函数值变化量最大值对应的点火时序组合作为点火时刻增加T后的最优点火时序组合T+(t1,…,ti’,…,tn)，并计算该最优点火时序组合的目标函数值Jmin+；对于当前点火时序组合(t1,…,ti,…,tn)，除了t1外，依次令每一个点火时刻减少一个搜索区间T，每个点火时刻减少一个搜索区间T得到一组点火时序组合，共得到n-1组点火时刻减少T后的点火时序组合(t1,…,ti”,…,tn)，ti”＝ti-T，t1＝0；计算每一组点火时刻减少T后的点火时序组合(t1,…,ti”,…,tn)的目标函数值J(t1,…,ti”,…,tn)，以及点火时刻减少T后的点火时序组合的目标函数值相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量，在得到的n-1个目标函数值的变化量中，找出其中的最大值|ΔJmax(i)-|，将与该目标函数值变化量最大值对应的点火时序组合作为点火时刻减少T后的最优点火时序组合T-(t1,…,ti”…,tn)，并计算该最优点火时序组合的目标函数值Jmin-；S3、当前点火时序组合确定步骤；当T+(t1,…,ti’,…,tn)和T-(t1,…,ti”…,tn)均存在时，如果|ΔJmax(i)+|＞|ΔJmax(i)-|，则对当前点火时序组合进行更新，将当前点火时序组合替换为T+(t1,…,ti’,…,tn)，否则将当前点火时序组合替换为T-(t1,…,ti”…,tn)，然后返回执行S2；当T+(t1,…,ti’,…,tn)存在而T-(t1,…,ti”…,tn)不存在时，则对当前点火时序组合进行更新，将当前点火时序组合替换为T+(t1,…,ti’,…,tn)，然后返回执行S2；当T-(t1,…,ti”…,tn)存在而T+(t1,…,ti’,…,tn)不存在时，则对当前点火时序组合进行更新，将当前点火时序组合替换为T+(t1,…,ti’,…,tn)，然后返回执行S2；当T+(t1,…,ti’,…,tn)和T-(t1,…,ti”…,tn)都不存在时，则点火时序优化结束，按照已确定的当前点火时序组合进行点火。更具体的，所述燃气发生器采用沿竖直方向间隔排列的方式设置于所述弹射器的发射筒导轨的下方，所述燃气发生器通过各自的弯管将高温高压燃气导入所述弹射器的作动筒中。更具体的，所述装药参数包括装药内径、装药外径、装药长度、装药密度、装药个数、装药燃速系数、装药燃速压力指数、气体常数；所述弹射器结构参数包括高压室喷口面积、低压室泄压口面积、高压室初始容积、低压室初始容积、低压室承压面积、弹射质量。更具体的，当前时刻低压室压强其中，Y1i为第i个高压室流向低压室的燃气总质量，Y2为低压室泄压燃气总质量，Y′2i为第i个高压室的压强小于低压室压强时燃气反流总质量，W2为低压室初始容积，sp为低压室承压面积；导弹行程方程为dlm/dt＝vm，vm为当前时刻导弹速度。由以上技术方案可知，本专利技术对具有多个燃气发生器的动力系统的点火时序进行优化，不采用固定的点火时序，而是针对不同弹型，根据与低压室压强、导弹行程等相关的变量，来调整各个燃气发生器接力点火的时序，以满足不同类型导弹出筒过程小过载、大速度的指标要求，实现防空导弹的通用弹射。采用本专利技术的点火方法，只需要调整多个燃气发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法，所述动力系统的弹射器具有多个燃气发生器，其特征在于，包括以下步骤：S1、参数初始化、目标函数建立步骤；设定装药参数、弹射器结构参数、搜索区间T以及初始点火时序组合(t10,…,ti0,…,tn0)，i＝1,2…n，n为高压室个数；建立目标函数：

【技术特征摘要】
1.多燃气发生器动力系统的导弹弹射点火方法，所述动力系统的弹射器具有多个燃气发生器，其特征在于，包括以下步骤：S1、参数初始化、目标函数建立步骤；设定装药参数、弹射器结构参数、搜索区间T以及初始点火时序组合(t10,…,ti0,…,tn0)，i＝1,2…n，n为高压室个数；建立目标函数：式中的p2为当前时刻低压室压强，lm为当前时刻导弹行程，p2g为弹射过程中低压室的最大压强，lg为导弹最大加速行程，η为惩罚系数，targetP2为待发射导弹指标规定的低压室最大压强，ti为第i个高压室的点火时刻；根据初始点火时序组合，计算初始点火时序组合的目标函数值；S2、点火时序搜索步骤；对当前点火时序组合在其邻域进行点火时序的搜索，并计算与搜索到的点火时序对应的目标函数值及其相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量；第一次点火时序搜索时，当前点火时序组合为初始点火时序组合；对于当前点火时序组合(t1,…,ti,…,tn)，除了t1外，依次令每一个点火时刻增加一个搜索区间T，每个点火时刻增加一个搜索区间T得到一组点火时序组合，共得到n-1组点火时刻增加T后的点火时序组合(t1,…,ti’,…,tn)，ti’＝ti+T，t1＝0；计算每一组点火时刻增加T后的点火时序组合(t1,…,ti’,…,tn)的目标函数值J(t1,…,ti’,…,tn)，以及点火时刻增加T后的点火时序组合的目标函数值相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量，在得到的n-1个目标函数的变化量中，找出其中的最大值|ΔJmax(i)+|，将与该目标函数值变化量最大值对应的点火时序组合作为点火时刻增加T后的最优点火时序组合T+(t1,…,ti’,…,tn)，并计算该最优点火时序组合的目标函数值Jmin+；对于当前点火时序组合(t1,…,ti,…,tn)，除了t1外，依次令每一个点火时刻减少一个搜索区间T，每个点火时刻减少一个搜索区间T得到一组点火时序组合，共得到n-1组点火时刻减少T后的点火时序组合(t1,…,ti”,…,tn)，ti”＝ti-T，t1＝0；计算每一组点火时刻减少T后的点火时序组合(t1,…,ti”,…,tn)的目标函数值J(t1,…,ti”,…,tn)，以及点火时刻减少T后的点火时序组合的目标函数值相对当前点火时序组合的目标函数值的变化量，在得到的n-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少伟，关娇，冯刚，王学智，边友，陆心平，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61