大中型液体运载火箭水平起竖与发射技术

未来大量中低轨商业卫星的发射任务对大中型运载火箭提出了快速测发的技术需求。地面发射支持系统针对CZ-8火箭需求,在传统运载型号已有技术的基础上,重点开展了箭体整体水平组装及起竖对接技术、快速智能测发技术的研究,旨在进一步提升火箭发射任务效率、简化发射场设施、降低发射成本。以箭体水平组装设备、整体转运起竖对接设备、智能供气系统为切入点,对相关技术进行了阐述,此外,还提出了吊具、支架车两种水平组装方案。对整体转运起竖对接精度影响因素进行了分析,并介绍了起竖托架的刚度提升方法。介绍了智能供配气总体方案、智能减压阀技术、供配气设备故障诊断技术。

数字样机技术在活动发射平台方案论证中的应用

活动发射平台是大型机电宇航设备,承担着大型运载火箭的安装、测试、转运、加注和发射的任务。针对活动发射平台设计、制造及运行工况的复杂性,基于数字样机技术总结一套技术状态可控的数字化模装、仿真驱动的可视化验证、工艺规划的可视化展示等方法,解决了大型结构设计、复杂系统接口匹配、功能及性能指标验证、大型件生产工艺规划等问题。该方法已经应用在活动发射平台研制阶段,验证了方案合理性、功能实现性、性能满足性和产品制造性等,保证活动发射平台按照预期设计制造完成,已投入实际使用。

载荷传递装置大吨位冲击载荷多点分配均匀性研究

载荷传递装置在承受大吨位冲击载荷时需要将百吨量级集中载荷均匀分配,并有效传递至安装基座,以减小系统的冲击载荷偏差影响。文中根据载荷均匀分配原理完成载荷传递装置的结构设计,并对载荷分配均匀性开展基于有限元方法的冲击动力学仿真分析,提炼出影响分配均匀性的影响要素,分析不同要素对分配均匀性的影响权重。同时,通过开展加载试验对仿真结果的真实性进行验证,根据研究结果将影响要素的控制要求反映到载荷传递装置的制造工艺中,进而提高大吨位多点载荷分配均匀性,提升结构承载安全性。

航天发射塔架轴系安全检测与评估

以某滨海航天发射场发射塔架轴系为研究对象,利用应力应变测试、力学试验和无损检测技术等手段,对塔架轴系主要部分的焊缝、连接、结构件力学性能和锈蚀状况进行了全面检测,对回转平台、升降平台钢结构进行了静力学加载试验,并利用“冲击脉冲法”对回转平台超低速滚动轴承进行了不解体检测评估。该检测评估数据和结论,对提高发射场地面设备的可靠性、安全性具有重要作用。

新型车载同心筒流场机理与热环境研究

针对路基车载同心筒自力发射系统热环境评估与改善的问题,基于雷诺平均方程及二阶AUSM格式,依托弹性变形和域动分层结合的动网格技术,对不同结构的同心筒二维轴对称流场进行了非定常数值计算,分析了不同结构条件对流场机理及热环境特性的影响,列举了传统优化同心筒自力发射方案;提出了一种适宜路基发射环境的新型同心筒概念。对比的动态数值结果表明,和传统优化方案相比,该新型同心筒大大降低了导弹周围气体的温度,有力改善了高温燃气流进入内筒的"倒吸效应";倒吸进入内筒的低温气体对导弹起到了很好的气冷保护作用;低温气体和燃气混合,改善了外筒的热环境。

新型同心筒自力发射热环境优化设计

针对新型路基同心筒自力发射热环境评估与优化设计问题,依托弹性变形和域动分层结合的动网格技术,求解了二维轴对称N-S方程,分析了"中段导流"同心筒动态热环境特性,确定了热环境评价指标;通过建立以优化拉丁超立方实验设计和四阶响应面为理论基础的近似数学模型,解决了CFD自动建模困难、直接寻优计算量大的难点;利用多岛遗传和梯度优化算法搭建组合优化策略平台,克服了流场在不同热结构条件下的强非线性问题,并构建了支持近似数学模型的热环境优化构架。对比数值结果表明,倒吸进入内筒的低温气体有力改善了同心筒热环境;建立的近似数学模型精度较高,满足工程需求;优化后,热环境特性发生良性变化,导弹总体热环境得到显著改善。

航天运载器磁悬浮助推发射关键技术

以航天运输为背景,研究了磁悬浮助推发射的磁悬浮、直线电机、空气动力影响和运载器分离发射等关键技术问题.通过磁悬浮系统比较,确定高温超导体EDS(E lectro-dynam ic Suspension)系统是适合的磁悬浮技术方案,在单元静、动态实验测试基础上,研究其基本静态悬浮导向性能和刚度、阻尼特性,并建立缩比研究试验平台以评估磁悬浮系统的综合性能.通过分析2种直线电机类型及优缺点,确定双边感应直线电机是适合磁悬浮发射系统的一种直线电机加速方式,并确定脉冲磁流体发电的能量供给方案.通过磁悬浮发射空气动力影响分析,优化设计磁悬浮发射装置气动外形和气动布局,得出其基本气动特性,并提出利于实现系统俯仰力矩平衡的气动翼控制方案.研究了运载器同时滑离导轨式定向器分离发射方案,并通过动静法计算分析得出运载器从定向器滑轨上成功分离所需具备的基本动力学参数.

航天发射用磁悬浮助推发射系统概念研究

针对日益增加的航天发射成本问题和安全、可靠、低成本航天发射方式的需求 ,阐述了磁悬浮助推发射概念及其优越性 .初步分析了磁悬浮助推发射系统组成及各分系统功能 .通过比较电磁悬浮 (EMS)和超导电动 (EDS)两种磁悬浮系统性能 ,结果表明EDS是更适合于磁悬浮助推发射的磁悬浮系统方案 .通过助推发射能量需求初步分析 ,直线电机加速能量供给系统是难题之一 ,需要重点解决 .采用飞行弹道分析方法 ,说明地面助推水平起飞单级入轨运载器方案的可行性及特点 .与其它航天助推发射方式比较 。

复合材料火箭发射管有限元分析

该文基于复合材料单元运用有限元方法 ,构建了复合材料火箭发射管的有限元分析模型 ,全面分析了复合材料火箭发射管的结构特征 ,研究了发射管的火箭效应 ,分析了它的应力分布、刚度及强度 。

某导弹易碎盖的开启过程

针对以往工程应用中认为导弹燃气易碎盖前盖由燃气直接冲破或导弹头部撞击破裂的情况,利用计算流体力学和试验方法对某导弹燃气易碎盖开盖过程进行了深入研究。结果表明,某导弹采用易碎前后盖技术,后易碎盖靠发动机喷管燃气冲开,前易碎盖靠发射时产生的扰动波打开;通过合理配置发射筒前后易碎盖开盖条件,能可靠保证发射筒盖的正常开启。

翻转启闭机构设计与优化研究

为了满足压力罐密闭门可靠开启、启闭角度足够大、自动开闭锁等要求,采用机构功能时序组合、空间多连杆连续耦合作动的设计思想,开发了一种可变回转点的空间多连杆快速作动翻转机构,构建了参数化机构动力学模型,以开启角度、启闭机构体积、最大驱动载荷为优化目标进行了机构铰点多目标优化,运用Max-min准则从多目标优化所得Pareto解集中选出了折中方案。通过动力学数值计算、缩比试验和产品试验验证了该设计和优化方法的可行性,为翻转启闭系统的机构设计提供了一定的参考。

发射车调平过程支腿与轮胎载荷计算方法研究

发射车调平是机动快速发射的关键技术之一,直接影响导弹发射准备时间。调平过程中支腿的载荷是支腿设计和调平策略制定的重要依据。根据发射车支腿调平过程的工作原理,通过理论分析,提出了一种利用悬架载荷传递特性和油气弹簧、轮胎刚度特性,计算悬架和轮胎总刚度,再根据力学平衡方程得到轮胎和支腿载荷的方法。利用Matlab编制了相应的计算程序,计算结果与多体动力学仿真结果误差在2%以内,验证了理论计算方法的正确性。

三种常用火箭测发模式下发射支持系统设备需求研究

针对"三垂"、"两平两垂"、"三平"这3种目前国内外常用的运载火箭测发模式,开展发射支持系统配套研究,从设备技术难度、测发流程、经济性等方面开展对比分析,为后续新型号火箭测发模式的论证提供参考。

舰载导弹垂直发射技术研究进展

介绍了舰裁导弹垂直发射系统(VLS)的发展现状,重点论述了应用发射动力学、计算流体力学(CFD)和虚拟样机技术(VPT)等进行舰载导弹垂直发射技术研究的进展情况,对当前研究中存在的难点、重点问题结合国内外发展情况进行了探讨,提出需要发展共架垂直发射技术,实现发射系统的模块化和通用化。

封闭前后航天发射塔回转平台结构动特性分析

建立了封闭前后航天发射塔回转平台的结构有限元模型,分析求解了其固有频率和振型。通过对比分析,明确了封闭对回转平台结构动特性和可靠性安全性的影响规律。上述分析计算结果对实际工程使用具有一定的参考价值。

适配器支撑飞行器/发射箱组合几何特性研究

基于先进的适配器支撑箱式发射技术 ,讨论了飞行器 适配器 发射箱一体化组合的几何特性 ,利用二维平面组合装配的数学模型 ,分析了飞行器、适配器、发射箱的相关形位和尺寸公差对间隙的影响 ,基于飞行器与发射箱组合基本公差配合特性 ,对三维几何模型进行了相应的参数设计 .利用仿真分析系统分析干扰对间隙和通过性的影响 ,仿真结果表明可以作为为设计。

高温超导磁悬浮助推缩比试验系统动态测试分析

基于磁悬浮助推技术概念研究方案建立了一套悬浮加速缩比试验系统。从整体缩比模型振动试验出发,主要研究悬浮质量以及悬浮刚度对整体系统动态性能的影响,并在进行缩比单元动态试验结论的基础上,建立试验模型的加速试验动态采集系统,对整体模型进行运行性能试验。在试验基础上提出了提高磁悬浮推进系统运行稳定性的依据,并据此提出相应可行的解决方案设想。通过模型加速试验并采集试验数据定性分析磁浮系统的综合运动性能,以更好地评估系统稳定特性和品质,也为进一步研究磁悬浮助推发射的气动、分离系统稳定性和可靠性提供参考。

热刀致动的压紧释放装置研制

论述了一种无冲击、无污染、安全性好和地面测试时可重复使用的非火工压紧释放装置——热刀致动的压紧释放装置的原理,详细说明了设计和相关试验。

便携式火箭发射器发射噪声测试分析

便携式火箭发射器中的火箭发动机所产生的初始脉冲冲击波和强噪声往往对人员产生很大伤害,以往这方面的研究不是非常充分,尤其是强噪声的发声机理、向发射筒前部的传播规律以及强噪声随时间的变化规律。文中通过试验和测试,得出所涉及发射噪声主要由三部分组成,其中三部分的规律各有不同。这些结论可为相关研究提供借鉴。

发射设备备件配置研究

介绍发射设备件配置的特点,分析影响发射设备备件品种的因素,基于ABC管理法确定备件品种;基于备件保障率分析备件数量,以发射设备寿命服从指数分布和正态分布的部件为例,计算备件数量,为实际工程中发射设备备件的配置提供参考。