多体系统传递矩阵法在多管火箭动力学中的应用

多管火箭动力学分析是评估和提高多管火箭性能的前提和关键。应用多体系统传递矩阵法，建立某多管火箭刚柔耦合多体系统动力学模型，构造多管火箭增广特征矢量及其正交性条件，实现对多管火箭振动特性和动力响应的仿真，仿真结果得到了试验验证。对两种多管火箭的振动特性和动力响应的计算，为用非满管射击替代满管齐射客观评价多管火箭动态性能，为优化射序和射击时间间隔提高多管火箭射击密集度奠定基础，大幅度减少了某远程多管火箭密集度试验用弹量50％，提高某多管火箭射击密集度。     

射序对多管火箭武器性能影响

研究多管火箭射击顺序对其振动特性和密集度等系统性能的影响，为优化射击顺序提高射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论，建立了多管火箭武器射击顺序与多管火箭武器系统性能之间的定量关系。对某多管火箭武器不同射击顺序下对应的振动特性和密集度进行数值仿真。仿真结果表明多管火箭武器不同射击顺序下的振动特性和密集度不同。该文方法为优化射击顺序提高射击密集度提供了直接的方法。     

非满管射击密集度试验方法

研究了多管火箭非满管射击密集度试验方法及仿真技术,提供了一种新的减少多管火箭密集度用弹量的试验方法.应用发射动力学和多体系统传递矩阵法理论,建立了多管火箭发射动力学模型,推导出了多管火箭振动特性和动力响应方程,形成了基于等起始扰动思想的多管火箭非满管射击密集度试验方法.对某多管火箭的密集度和射击精度进行了仿真预测,仿真结果得到了试验验证.对满管齐射和非满管射击方案的起始扰动进行了仿真,仿真结果表明起始扰动相同是系统密集度相同的前提.形成的非满管试验方案可减小某多管火箭密集度试验用弹量75%.     

多管火箭发射动力学普遍方程的研究

多管火箭武器系统的总体论证，总体设计，需要对系统进行发射动力学分析。该文用图论的观点分析多管火箭发射系统的结构，用多刚体动力学的分析方法，把多管火箭系统风化为火箭弹，俯仰部分，回转部分和载体部分４部分刚体，适当改进了多刚体动力学中动力学增广体的概念，使之更适合于多管火箭武器这一特殊系统的发射动力学分析。     

远程多管火箭起始扰动研究

为了通过减小起始扰动提高远程多管火箭射击密集度,对简易控制远程多管火箭起始扰动进行了理论与数值仿真研究.应用发射动力学理论,对传统的起始扰动概念进行了扩展,推导出了简易控制远程多管火箭弹起始扰动方程.对某简易控制远程多管火箭在有控和无控发射方式下的火箭弹起始扰动以及密集度进行了仿真,仿真结果得到了试验验证.仿真结果表明起始扰动仍是影响某简易控制远程多管火箭密集度的主要因素,可为优化简易控制方式以减小起始扰动和提高射击密集度提供一定依据.     

射击间隔对多管火箭动态特性的影响

应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论，建立了多管火箭射击间隔与多管火箭系统性能之间的定量关系，对某多管火箭不同射击间隔下对应的密集度进行了数值仿真。仿真结果表明多管火箭不同射击间隔下的密集度不同。该文方法为优化射击时间间隔提高多管火箭射击密集度提供了直接的依据和方法。     

车载火箭发射系统柔性效应的仿真与分析

以车载，多管，大长径比火箭为研究对象，建立火箭－发射装置刚柔耦合系统的动力学模型，进行有效的数值仿真，分析和评价了结构柔性等因素对火箭发射姿态和系统动力学特性的影响，获是了一些重要的结构，为精确地计算起始扰动，设计和研制新型远程火箭武器系统提供了理论依据。     

舰载多管火箭振动控制方法研究

为了提高舰载多管火箭的射击密集度,该文应用多体系统传递矩阵法和独立模态空间控制方法,研究舰载多管火箭系统的振动特性和振动控制,建立了某舰载多管火箭系统动力学模型,固有振动特性数值计算和振动控制方法,具有无需建立系统总体动力学方程、涉及系统矩阵阶次、计算速度快等特点。实现了对舰载多管火箭刚柔耦合多体系统不同装载情况下固有振动特性的快速计算和振动控制,数值计算结果得到了模态试验的验证。对控制舰载多管火箭发射系统振动、提高舰载多管火箭射击密集度具有重要意义。     

引信机构动力学研究

该文利用发射动力学的最新成果,考察了引信机构在发射环境下的动力响应;从弹、炮、药、引信全系统的角度,建立了引信机构的较为精细的动力学模型和动力学方程;并以某型号引信为例进行了动力学仿真。仿真结果表明：引信机构在复杂的发射环境下其动力响应与弹、炮、药系统的参量具有紧密的联系。     

一种自动迫击炮发射动力学的仿真

该文研究某自动迫击炮发射时的动力学仿真问题。在分析该火炮发射特点的基础上，把火炮系统简化成3个刚体和一个弹性体组成的多体系统，建立了相应的动力学模型。重点考虑后坐部分变质量、多体动力学方程与内弹道方程的耦合等因素。通过数值仿真计算，获得了火炮连发时的运动受力规律，对该类系统的结构设计和实际使用均有参考价值。     

多管火箭起始扰动控制研究

为解决火箭弹起始扰动对多管火箭射击精度具有重大影响的问题,该文采用通过控制定向管角运动来减小火箭弹起始扰动的方案提高多管火箭射击精度。应用受控多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了受控多管火箭发射控制动力学模型,数值仿真获得多管火箭定向管角运动对起始扰动的影响规律及多管火箭定向管角运动的控制规律。该文控制火箭弹起始扰动的方法为提高射击精度提供了手段。     

机载导弹发射动力学建模与虚拟样机仿真

基于导弹在发射导轨上的运动特征,以"捕食者"机载导弹发射系统为物理原形,建立了发射动力学和运动学模型,并应用MSC.ADAMS软件建立导轨发射条件下弹-架系统动力学模型,进行了动力学仿真试验,研究结果表明,理论计算值和仿真结果相符,得到了发射过程中导弹的位置、速度和加速度随时间的变化关系以及导弹与载机分离时对载机位置、速度和加速度的影响规律.     

载机干扰流场下的内装式空射火箭分离过程仿真

为精确模拟载机干扰流场下的箭机分离过程,综合运用多体动力学和计算流体力学的基本理论,提出了一种基于动力学仿真和数值模拟的仿真方法. 该方法通过建立载机、火箭和稳定伞的全尺寸实体模型,并在ADAMS中施加约束和驱动后进行可视化仿真. 火箭在载机干扰流场中的非定常气动力利用计算流体力学和动网格技术进行仿真计算,稳定伞的气动力通过克希霍夫运动方程进行推导. 针对影响箭机分离的关键因素进行仿真对比分析,结果表明该方法较准确地模拟了载机干扰流场下的分离过程,从而为内装式空射火箭的整体方案设计提供了重要的依据.     

长征火箭的现状及展望

我国依靠自己的力量独立自主地研制了长征火箭,在航天运载领域跻身于世界先进行列,取得了举世瞩目的成就。长征火箭目前已形成了包括12种型号的火箭家族,可用于发射近地轨道、太阳同步轨道和地球同步转移轨道的多种卫星及载人飞船,也可以执行深空的发射任务:火箭总体技术性能达到了国际先进水平,并在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地;带动了国民经济相关行业的发展。今后将进一步提高长征火箭的可靠性、适应性,同时加快研制新一代无毒、无污染、高性能、低成本的运载火箭,增强其参与国际商业发射服务的能力,同时满足我国发展空间技术的需要,促进国民绎济建设,提高我国的综合国力。     

世界航天发射运输的发展趋势

 针对世界航天发射运输系统，梳理了国内外发展现状和发展特点，综合对比了国内外航天发射场、运载火箭、火箭发动机的发展现状，并提出了未来发展趋势和展望。提出了低成本进入空间将改变世界航天发展的基本格局，航天远程跨域运输将突破航空领域运输效率的极限，指出了天地往返运输将成为维系空间环境的必然选择，轨道的多样性将催生多样态全域发射能力，同时传统液氧/煤油、液氢/液氧、液氧/甲烷等推进体制的主力运用领域将会迎来重大变革。