Resumen

El crucero periódico tiene el potencial de mejorar la eficiencia de ahorro de combustible de los vehículos de crucero hipersónicos, pero es difícil de optimizar. En este trabajo se analiza teóricamente la trayectoria de crucero periódico hipersónico y se optimiza mediante un algoritmo mejorado de Optimización de Enjambre de Partículas. En primer lugar, a través del análisis teórico, se determina que la curva de aceleración óptima puede ser parametrizada como una función de conmutación. Considerando la dirección de optimización del algoritmo, se propone una nueva función de penalización para las restricciones del crucero periódico. A continuación, se mejora el algoritmo PSO y se aplica en la optimización de la trayectoria de crucero periódico. Los resultados numéricos demuestran que la trayectoria de crucero periódica optimizada cuesta menos combustible en comparación con la trayectoria de crucero en estado estacionario, y sin computar la información del gradiente, el método propuesto es también robusto. Por último, se explora el mecanismo de ahorro de combustible del crucero periódico comparándolo con el crucero de estado estacionario, lo que revela que la trayectoria de crucero periódica tiene un mayor impulso y una mayor relación elevación-arrastre, pero una menor tasa de pérdida de energía mecánica.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:trayectoria de crucero periódica, crucero periódico, vehículo de crucero hipersónico, menor energía mecánica, optimización del enjambre de partículas, trayectoria de crucero estatal, nueva función de penalización, curva de aceleración óptima, direcciones del algoritmo, enjambre de partículas mejorado
• Keywords:periodic cruise trajectory, periodic cruise, hypersonic cruise vehicle, lower mechanical energy, particles swarm optimization, state cruise trajectory, new penalty function, optimal throttle curve, directions of algorithm, improved particles swarm