超低轨飞行器迎风面减阻构型优化研究

针对超低轨飞行器迎风面气动阻力过大的问题,在理论解求自由分子流气动阻力方法的基础上分析迎风面阻力的主要影响因素,计算不同长度下几种典型迎风面构型的气动阻力值并分析其变化原因。在此基础上设计迎风面构型的表达函数并引入智能算法对其迭代寻优。对构型存在的约束,引入罚函数机制以降低不可行解的适应度值。研究结果表明：此方法可获得最小阻力迎风面的近似最优解,在现有材料的约束下,相比锥形构型,优化方法最大减阻可达5%以上,并能有效增加飞行器头部容积;随迎风面高度上升,最小阻力构型从近台形逐渐向锥形转化。提出的构型优化方法,可为后续超低轨飞行器减阻构型设计提供参考。