Построение 3D-модели летательного аппарата типа кр «Яхонт» Текст научной статьи по специальности «Математика»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Информационные технологии

УДК 629.7.015

П. Д. Дьячкова Научный руководитель - О. В. Арипова Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова, Санкт-Петербург

ПОСТРОЕНИЕ 3Б-МОДЕЛИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ТИПА КР «ЯХОНТ»

Рассматриваются особенности конструкции и тактико-технические характеристики крылатой ракеты «Яхонт» и построение 3-Б модели с помощью пакета SolidWorks-2012 с целью расчёта аэродинамический характеристик и дальнейшего исследования динамики полета ЛА.

3М55 «Яхонт» (рис. 1) - сверхзвуковая противокорабельная крылатая ракета (КР), эскизный проект которой был разработан и принят НПО Машиностроения в 1982 году, главный конструктор -В. Н. Челомей. Ракета была создана в трёх вариантах: морской вариант - «Яхонт-М», авиационный -«Яхонт-А» и береговой - комплекс «Бастион».

Ракета предназначена для борьбы с надводными военно-морскими группировками и одиночными кораблями (табл. 1) в условиях сильного огневого и радиоэлектронного противодействия [1-2].

Конструктивно КР «Яхонт» была выполнена по нормальной аэродинамической схеме с трапециевид-

ным складным крылом и оперением. Лобовой воздухозаборник - осесимметричный, с центральным телом в виде конуса. Маршевый двигатель - ПВРД, разработанный НПВО «Пламя», рассчитанный на полёт со скоростями 2-2,6 М. Стартово-разгонная ступень представляла из себя РДТТ, разработанный НПВО «Искра», разгоняющий ракету до скорости 2 Маха за несколько секунд. Стартовый РДТТ располался в сопле маршевого двигателя. КР «Яхонт» малозаметна для РЛС, обладает высокой маневренностью. Одна ракета способна потопить практически любой корабль [1-2].

Н&СС-вди обтекатель

Гопо&кл

слмонл ведения

Борг о вз я аппаратура

системы управлении

Бос о о и Топливо Рулевой привод м.чршувын Стартонэ' отсек марте» о го двигатель разгонная

двигателя ступень

Рис. 1. Компоновочная схема КР «Яхонт»

Тактико-технические характеристики КР «Яхонт»

Описание

Комплекс «Яхонт-М» «Яхонт-А» «Яхонт-Н»

Первый пуск 1987

Тип ГСН автономная инерциальная система навигации

Геометрические и массовые характеристики

Длина, м 8,2 (8-8,7) 6,1 8,2(8-8,7)

Диаметр, м 0,7

Стартовый вес, кг 3 000 2 500 3 000

Тип боеголовки проникающая

Масса БЧ, кг 200

Силовая установка

Маршевый двигатель ПВРД ПВРД ПВРД

Стартовый ускоритель РДТТ РДТТ РДТТ

Летные данные

Скорость максимальная, м/с (М) 750 (2,5-2,6)

Дальность пуска, км до 300

Высота полета, м 14 000

Секция «Математические методы моделирования, управления и анализа данных»

Рис. 2. 3Б-модель КР «Яхонт» (вид сбоку)

Рис. 3. 3Б-модель КР «Яхонт» (вид спереди)

Для построения 3-Б модели КР был выбран пакет SolidWorks 2012, представляющий собой систему автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий [3]. Результат построения приведен на рис. 2-3.

Построение 3Б-модели КР «Яхонт» является первым этапом исследования динамики полета ЛА. На втором этапе планируется провести расчет аэродинамических характеристик путем импортирования полученной модели в программный комплекс для вычислений аэро- и гидродинамики FlowSimulation.

Библиографические ссылки

1. КР «Яхонт». URL: http://www.waronline.org/ analysis/p-800-onix-yaxont/ (дата обращения: 21.04.2013 г.).

2. Комплекс П-800. URL: http://militaryrussia.ru/ blog/topic-92.html (дата обращения: 21.04.2013 г.).

3. SolidWorks - мировой стандарт автоматизированного проектирования. URL: http://www. solidworks.ru/index.php?option=com_content&view=arti cle&id=174&Item

id=35 (дата обращения: 21.04.2013 г.).

© Дьячкова П. Д., 2013

УДК 519.6

А. А. Коромыслова Научный руководитель - Е. С. Семенкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

Было выполнено исследование эффективности трех эволюционных алгоритмов решения многокритериальных задач оптимизации и проведен их сравнительный анализ.

В большинстве реальных задач необходимо принимать решение, основываясь не на одном критерии или показателе качества, а на их совокупности. Стандартные математические методы часто оказываются неэффективными для решения многокритериальных задач. Однако эволюционные алгоритмы успешно решают эти задачи.

Существует множество вариантов эволюционных алгоритмов, которые могут применяться при решении многокритериальных задач оптимизации. В данной работе рассматривались Non-dominated sorting Genetic Algorithm II (NSGAII) [1], Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA) [2], Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2 (SPEA2) [3].

Рассмотрим подробнее алгоритм SPEA [2], который является расширенным генетическим алгоритмом, предназначенным для задач многокритериальной оптимизации. Внешнее множество хранит все найденные к текущему моменту недоминируемые решения. При этом с каждой итерацией популяция приближается к множеству Парето. Однако имеются некоторые недостатки. Во-первых, на эффективность

работы алгоритма влияет количество решений во внешнем множестве. Если таких решений слишком много, то замедляется развитие популяции. Если же их, напротив, мало, то становится заметно, что решения находятся близко друг к другу. Во-вторых, если решение одно, то пригодности всех индивидов из основной популяции будут одинаковыми [2].

Для устранения вышеперечисленных недостатков в 2001 г. был предложен алгоритм SPEA2 [3], который является развитием SPEA. Общая идея модифицированного алгоритма такая же, но размер внешнего множества фиксирован и пригодность решений вы-считывается не только для внешнего множества, но и для основного, что позволяет поддерживать разнообразие.

Также рассматривается еще один известный алгоритм многокритериальной оптимизации - ^вАП [1]. Основное отличие данного алгоритма от представленных выше в том, что вместо стандартной селекции используется быстрая недоминируемая сортировка и сравнение с окружением, что позволяет не только добиться хорошей сходимости к множеству Парето,