多工况下变推力固体发动机喉栓喷管型面一体化优化设计

摘要

喉栓式变推力固体火箭发动机在保留传统固体发动机优点的基础上,实现了推力实时、大范围地主动调节,极大地提高了固体火箭发动机性能。在实现推力调节的同时,喉栓的运动势必会对流场结构造成影响,增大流动损失。为减小喉栓式喷管流动过程中的比冲损失,综合考虑喉栓不同位置条件下的流场结构,以多工况下的平均实际平均比冲为目标函数,基于代理模型对已有喉栓喷管型面进行一体化优化设计。最优拉丁超立方实验设计方法生成初始样本点用于构建Kriging模型,通过非精确采样准则进行序列采样逐步更新代理模型。结果表明,优化后的型面能够有效减弱喉栓头部下游的激波强度,平均实际比冲提高2.13%,验证了多工况下喉栓喷管型面一体化优化设计方法的有效性。