固体捆绑火箭助推分离仿真研究

固体助推器分离系统设计应保证在各种条件下实现芯级与助推器安全分离,对运载火箭固体助推分离的安全性问题进行研究。建立了固体捆绑助推分离的六自由度动力学模型,结合虚拟样机与动力学数值仿真技术,对固体助推器分离动力学特性进行探讨;研究了固体助推与芯级分离主要影响因素,并对分离过程中助推和芯级的运动过程进行仿真。根据数值仿真结果,给出固体助推不同分离工况下的分离规律。仿真分析结果表明：通过六自由度仿真能够有效模拟固体助推与芯级的分离。     

风扰动下地空导弹级间分离动力学分析

针对导弹套筒式级间分离方案,建立了风扰动下导弹六自由度运动模型,分离过程中两级相互作用模型和气动力计算模型,分别对常值风和随机风扰动影响进行了仿真分析.计算结果表明常值纵风使分离时间推迟,增加了过程时间和完全分离距离;常值横风使分离提前,且减小了过程时间和完全分离距离.随机横风会引起真实攻角和真实侧滑角的较大振荡,不利于导弹操纵飞行.     

基于单目视觉的分离图像分析方法

运载火箭分离安全性是飞行安全性的关键特性,获取火箭飞行过程中助推、各子级及星箭分离时刻及分离后的速度、加速度及距离变化曲线是分离安全性分析的核心内容。针对此问题,根据箭载摄像头天基视频,提出了一种基于单目视觉图像的运载火箭分离过程分析方法,通过图像序列的运动视差,变换并求解得到分离目标与摄像装置在特定序列内的距离变化曲线;同时基于此建立了面向分离安全性分析的一种靶标设计方法,并对飞行过程分离后靶标图像使用本方法进行了分析,进一步验证了利用单目视觉图像获得分离关键参数的可行性。     

星箭包带锁紧装置分离过程动态包络的动力学仿真

包带锁紧装置是世界上各主要运载火箭大都采用的星箭连接和分离机构.随着卫星种类、结构形式的不断变化,卫星对包带装置提出了更高的要求.因此,对包带分离过程中动态包络的研究也显得日益重要.介绍了用ADAMS软件对包带装置分离过程动态包络进行动力学仿真的研究情况,包括建模的方法,模型的ADAMS描述,以及仿真结果与试验结果的比较.     

火箭级间分离与姿控耦合影响研究

为分析分离与姿控耦合设计时的相互影响,提出了基于上面级喷管最大摆动角速度,以及基于上面级实时控制的分离与姿控耦合计算方法,建立了级间分离与姿控耦合计算模型.某型火箭级间分离计算结果表明,采用基于上面级实时控制的耦合计算方法,能够真实地反应上面级姿态控制力作用下的级间分离过程,可为箭上设备安装边界设计提供准确依据.     

基于ADAMS的导弹级间分离刚柔耦合仿真与分析

针对现有导弹级间分离中无法抛掉更多的消极质量,以提高运载能力的问题,提出了一种基于长行程导向装置的级间冷分离机构,将软件ADAMS和ANSYS相结合进行了刚柔耦合的动力学仿真分析,对结构进行优化.通过采用蒙特卡洛法的仿真计算和分析,得到导弹在级间分离过程中的极限载荷状态,对分离机构进行了动力学仿真和分析,采用仿真试验组的方法完成对分离结构尺寸的优化设计.结果表明,经过结构优化的长行程导向装置的分离机构不仅能够稳定顺利地完成分离,还有效地提高导弹的运载能力.     

基于能量域的引信环境识别

针对目前引信对高性能安全控制及对弱环境精细化识别的要求，提出一种基于能量域的环境识别方法。通过对安全系统中存在的能量转换过程进行分析，该方法基于梯形法近似积分计算，通过输入模拟弱发射环境进行了仿真分析。数值仿真结果表明，该方法在弱发射过载环境中效果良好，且能够降低在发射过载变化时的解保距离散布，能够识别故障发射环境，勤务处理安全性和可靠性均有所提高，可为引信安全系统设计和解保策略的制定提供参考。     

舰炮制导炮弹弹托分离过程非定常流场数值模拟

为了研究次口径舰炮制导炮弹弹托与炮弹的分离安全性及分离过程中的气动干扰,采用基于动网格技术的非定常CFD数值模拟方法,同时耦合求解弹托六自由度弹道方程,对弹托与炮弹的分离过程进行了模拟计算.给出了分离过程中炮弹和弹托各自的气动特性,及弹托分离轨迹和姿态角变化规律,分析了弹托与弹体间的气动干扰特性.结果表明,弹托能够与炮弹安全分离,在分离初期炮弹和弹托之间存在显著的气动干扰,分离一定距离后弹托对炮弹的气动干扰消失.文中为次口径舰炮的弹托分离技术研究提供了数据支撑和理论依据.     

长征五号运载火箭分离系统设计与验证技术研究

长征五号运载火箭是中国全新自主研制的新一代大型全低温捆绑式运载火箭,作为核心研制内容的分离系统具有分离体尺寸规模大、助推器推力高、级间分离行程长、整流罩刚度低等特点,系统设计难度高、技术跨越大.长征五号研制针对分离系统在理论研究、设计方法、仿真手段和试验验证等方面开展了大量探索与攻关工作,对其中的技术进展进行了综述与展...     

提高上面子级点火安全性级间分离优化设计

某型号火箭一二级分离是中国首次助推器与芯一级形成一级组合体分离,下部分离组合体质量和后效推力大幅提高至约3倍同系列助推器分离型号量级,是关键技术攻关技术之一。针对二级发动机燃气流反卷影响及无法开展天地一致性分离试验的难题,通过型号间横向比对,结合发动机流场分析,最优化调整时序,增加分离能源,通过飞行实测及地面试车数据分析发动机最大后效包络,将二级建推时刻分离体特征距离,提高至不小于已经历飞行验证的同系列助推器分离型号分离体距离,加强分离系统的强壮性,确保二级发动机的建推可靠性和工作安全性,此项技术已经历飞行验证。     

基于鱼雷壳体强度及稳定性的结构可靠性分析

针对现有结构设计安全系数方法的弊端,将可靠性设计理念引入鱼雷结构设计领域。结合经典壳体理论计算方法与二次二阶矩法,确定了基于理论公式的壳体结构可靠性安全裕度方程及其求解方法,利用ANSYS软件的概率设计（PDS）模块从有限元角度对壳体结构可靠性进行计算,计算结果验证了该方法的准确性。以上2种方法的引入可搭建连接鱼雷壳体结构设计与鱼雷产品可靠性设计之间的理论桥梁。     

引信系统安全性设计中的“三防”原理

介绍基于“三防”原理的引信系统安全性设计方法,它把引爆武器所必须的关键件放在由能量势垒所包围的所谓“禁区”内,该区的门的关开只能由一个特定的电脉冲序列来控制,一旦能量隔离失效,禁区中的关键件自身就以一种安全的方式首先失效。这种设计方法有三个明显的优点：一是进行安全性设计时不再需要知道异常环境的强度,二是可使关键件数最小,三是可使验证安全性的分析与使验证的成本控制在合理的范围内。虽然文中主要讨论“三防”原理,但对基于模型的安全性估算法也作了介绍。     

基于COM Express 模块的安全开关机方案

为解决特殊嵌入式计算机在非ATX电源供电情况下,因非安全开关机造成的系统崩溃、损坏文件系统等问题,设计一种基于COM Express模块的非ATX电源安全开关机方法。通过控制PS_ON引脚来开启或关闭电源,给出安全开关机单元原理框图,从开关控制单元设计、CPLD控制单元设计对硬件进行设计介绍,并使用VerilogHDL语言进行软件设计,并已成功应用于某型号项目中。结果表明:该方法有效可行,能实现物理开关机转换为软开关机功能,保证系统的安全关机。     

基于C6678多核数字信号处理器的声纳信号并行处理设计

针对多核并行机制下,共享资源争夺激烈,硬件能力提升难以切实转变成程序效率提高的难题,通过协调存储器访存和核间同步等关键问题,研究了一种基于C6678多核数字信号处理器的声纳信号多级并行处理方法,包括核间流水线设计、数据传输与中央处理器并行设计和指令流线设计。以声纳二维相控方位滤波为例,介绍各级设计的实现方法,逐个测试并行性能,并编制实时处理软件。测试结果表明,该方法能够实现存储器访问和中央处理器运算并行,极大提高程序执行效率。通过采用该方法开发的实时处理系统,具有集成度高和实时性强的优点,获得了高航速下海中浮球和配重条石清晰的实时成像效果,具有工程应用价值。     

星箭包带式连接结构动力学研究进展

介绍包带连接结构动力学及相关问题的国内外发展概况,对包带连接结构的承载能力、分离冲击、包带动态包络、环境适应性、分离速度与分离姿态等典型工程问题进行了分析评述,指出了包带连接结构动力学的研究方向和研究内容。     

多级火箭级间热分离流场的数值预测

针对多级火箭级间热分离这一复杂环境条件,用数值模拟的方法对级间段流场进行预测.计算采用有限体积法,对非定常三维雷诺平均的NS方程进行求解.结果为级间分离流场分析以及分离的设计提供了理论参考.     

保护罩破坏机理的分析及改进设计

为了研究分离装置中保护罩内部破坏原因,针对一种保护罩结构,应用应力波在介质中传播的理论,对保护罩内部破坏机理进行分析.理论分析结果与试验结果一致.同时利用有限元程序LS-DYNA对保护罩破坏过程进行数值模拟,得到与理论分析和试验结果相吻合的结果.最后,根据理论分析结果,提出一种保护罩改进设计方案,并通过数值模拟说明改进设计方案是合理的.     

无人地面车辆测评体系研究

预先制定好的测评体系能够明确相关技术的指标,从而引导无人地面车辆的快速发展。提出了一种科学的无人地面车辆综合测评体系,包括：测试内容、测试环境、测试方法和评价方法。设计了从简单到复杂、由易到难的分层次测试内容。根据无人地面车辆测试内容的层次性要求设计了多层次（复杂度）的测试环境。为了实现对测试车辆测试过程的实时、全方位的监测,研制了移动测试平台和无线图像传输系统。采用模糊可拓展层次分析法实现了无人地面车辆的定量评价。提出的无人地面车辆的测评体系已经成功应用于“中国智能车未来挑战赛”。     

某型号发动机级间分离试验电磁释放系统

为了提高级间分离试验的安全性、可靠性和效费比,针对某型号固体火箭发动机级间分离的工作特性,提出一种基于电磁原理和晶体管驱动的释放系统.从分离试验原理出发,详细阐述了释放系统电磁器件和驱动电路的设计,利用Ansoft软件建立释放系统的有限元模型,根据受力工况和输入要求分析了其静态和瞬态工作过程,并进行了试验验证.试验结果表明:释放系统分离时间为0.2~0.5 ms,满足分离试验要求,能够实现可靠吸合和快速释放功能.     

运载火箭热分离仿真参数化建模及动网格技术研究

针对多级火箭级间热分离过程的特点,提出了三维模型参数化建模及分离仿真过程中的动网格技术。通过提取级间分离模型的主要设计参数变量,在此基础上构建参数化网格模型,使得仿真模型能够适应设计变量变化,从而实现自动化快速建模,同时在仿真过程中采用弹簧近似光滑法和局部重新划分法的动网格技术,实现了动态分离过程仿真并对仿真结果进行了分析。