简介：以未来火星探测任务为背景,简要分析了通过气动刹车到达目标轨道方案的优缺点。基于给定的火星大气修正指数模型,建立了气动刹车的动力学模型。针对飞行器自身和轨道限制,设置必要的约束条件,利用高斯伪谱法求解出气动刹车方案中每个周期所需的维持近火点高度的脉冲速度增量,实现了通过气动刹车的方式到达指定轨道的目标。结果表明,利用高斯伪谱法优化计算得到的气动刹车方案可以满足要求,可为气动刹车相关的后续研究提供新的思路。

简介：目的：1．比较并改善翼型参数化方法，获得设计变量少、拟合精度高的参数化方法；2．在参数化的基础上利用数值模拟的方法获取翼型流场参数，优化并获得特定条件下升阻比最大的翼型。创新点：1．通过与多项式拟合方法的对比证明了类别／形状函数转换（CST）法在翼型拟合方面的优越性，并通过调整控制点分布，在不增加设计变量的基础上改善了CST方法；2．通过建立响应面模型，利用多岛遗传算法与非线性序列二次规划法相结合的方式获得了更好的翼型优化效果。方法：1．利用修饰后的CST法对翼型进行参数化拟合与设计，并通过与二项式拟合法比较来验证其优越性；2．通过数值方法对翼型周围流场进行计算并与实验结果对比，获得精确计算气动参数的仿真条件；3．通过拉丁超立方采样获得设计变量，建立设计变量与翼型升阻比之间的响应面模型，通过多岛遗传算法与非线性序列二次规划法的结合和优化，得到一定条件下升阻比最大的翼型。结论：1．CST法是一种优秀的参数化方法，本文的优化改善了形状函数控制点选取法则，使其对翼型头部和尾部的描述更加精确；与多项式相比，CST法可以通过更少的设计变量得到更高的拟合精度。2．基于多岛遗传算法的非线性序列二次规划法在本文中用以优化翼型使其具有更高升阻比。优化前后翼型的比较显示，两种优化方法的结合可以得到比单独使用各优化方法更好的结果。