基于Pro/E的参数化驱动固体发动机模装设计

为实现参数化驱动的固体火箭发动机结构设计、零件装配及其与平行层燃面退移的一体化集成,以Pro/E族表技术为核心,利用WinForm框架和XML等技术,提出了实现固体火箭发动机结构参数化模装设计和整机自动化装配的技术途径,实现了发动机各零部件三维模型的参数化驱动及发动机整机的自动化装配,实现了复杂三维药柱退移过程中的拓扑结构变化。该研究开发完成固体火箭发动机结构参数化模装设计软件系统,系统中包含29个发动机零件,通过灵活设定结构参数,可自动化构建多达720种不同结构形式的发动机结构实体模型,实现平行层燃面退移,得到发动机工作过程中的动态结构质量特性,同时计算出发动机的内弹道性能,并且具有可扩展性。该技术能够为进一步研究固体火箭发动机的设计、仿真、优化的一体化系统奠定基础。

固体火箭发动机总体设计集成系统的研究与开发

固体火箭发动机性能与结构方案总体设计是发动机设计工作的第一步,对发动机研制的技术路线有深远影响。为了解决现有集成设计系统“软件功能难定制、算法模块少协作、数据结构扁平化”三大问题,本文使用算法模块动态组合思想设计开放的算法模块接口规范体系,在此基础上,以“功能解耦,模块独立,算法重用”为原则,根据固体火箭发动机设计理论,开发包括热力计算、总体参数优化、设计指标分配、装药设计在内的30个算法模块和2个对外接口。使用并行轮循计算方法实现算法模块的集成与协作,在算法模块并行解耦的基础上显著提高了计算速度。并基于算法层、应用层、用户界面层和表现层的四层系统架构开发出适于工程应用的集成设计软件系统SRM-PASCOD。使用该系统复现“长征一号”第三级FG-02固体火箭发动机的设计过程,梳理出含有四百余条数据的全系统数据字典。将设计结果与实际对比,性能偏差和尺寸偏差在10%以内,满足工程需要。通过对算法模块的灵活组合,又完成了某战术导弹双推力长尾喷管发动机的设计,体现了软件的实用性、可定制性和可扩展性。本文建立的设计方法、开发的算法库和集成规范可以灵活支撑固体火箭发动机性能与结构方案总体设计,所形成的层次化的发动机数据字典为工程应用提供了数据支持。