Research on agile space emergency launching mission planning simulation and verification method

Space emergency launching is to send a satellite into space by using a rapid responsive solid rocket in the bounded time to implement the emergency Earth observation mission.The key and difficult points mainly include the business process construction of launching mission planning,validation of the effectiveness of the launching scheme,etc.This paper pro-poses the agile space emergency launching mission planning simulation and verification method,which systematically con-structs the overall technical framework of space emergency launching mission planning with multi-field area,multi-platform and multi-task parallel under the constraint of resource schedul-ing for the first time.It supports flexible reconstruction of mis-sion planning processes such as launching target planning,tra-jectory planning,path planning,action planning and launching time analysis,and can realize on-demand assembly of operation links under different mission scenarios and different plan condi-tions,so as to quickly modify and generate launching schemes.It supports the fast solution of rocket trajectory data and the accurate analysis of multi-point salvo time window recheck and can realize the fast conflict resolution of launching missions in the dimensions of launching position and launching window sequence.It supports lightweight scenario design,modular flexi-ble simulation,based on launching style,launching platform,launching rules,etc.,can realize the independent mapping of mission planning results to two-dimensional and three-dimen-sional visual simulation models,so as to achieve a smooth con-nection between mission planning and simulation.

某迫榴炮击针疲劳寿命仿真与提升研究

击针大多采用细长及变截面结构,在循环撞击力作用下,易引起结构应力集中及交变应力,经常出现疲劳断裂故障,严重影响自动武器的可靠性,甚至威胁到作战人员安全。某迫榴炮击针在试验中偶发断裂现象,疲劳寿命约200发左右,为了提升该击针疲劳寿命,基于载荷传递过程,建立了击针在火药气体反冲力下高速运动与限位块的瞬态撞击模型,获取击针撞击过程交变应力,通过循环载荷作用下击针疲劳寿命评估,计算击针疲劳寿命与试验现象基本一致,验证了计算模型的准确性。在此基础上,开展了不同材料击针疲劳寿命提升研究,研究表明,将击针材料由PCrNi3Mo更换为30CrNi2MoVE后,击针疲劳寿命由215发提升到1670发,提升效果显著,改进后的击针经实弹射击试验验证在规定寿命周期内未发生断裂现象。

计及筒盖与筒口气团的航行体出筒流场演化分析

筒口结构及流场环境是影响航行体出筒过程多相流场与载荷特性的重要因素,文章数值研究了计及筒内高温高压气体作用的航行体出筒过程,分析了不同初始条件、边界条件对航行体头部、尾部气团演化过程及筒内“水体倒灌”效应的影响及航行体、筒盖的载荷特性.结果表明:横向牵连速度条件下,航行体头部出筒伴随筒口气团的偏移、破碎、分离和汇集过程;尾出筒时高温高压气团与周围附体气团融合,并经膨胀、颈缩后产生回射流现象;随着尾空泡形成,筒口截面处气团发生二次拉断、射流偏移现象,筒内“水体倒灌”呈“螺旋”倒灌方式.横向牵连速度主导着筒口绕流流场特征,其降低50%时筒盖载荷峰值降低了58.27%;筒口气团初体积直接影响出筒航行体附体气团体积,筒口气团初始高度增加50%时筒盖载荷峰值降低了17.64%;筒盖形状决定着其绕流流场载荷特性,相比之下筒盖弯曲系数较小时,筒盖载荷峰值降低31.48%;而筒盖开盖角度是诱导气团二次拉断射流偏移的主要原因,开盖角度由60°降低到30°时,筒盖最大受载峰值降低72.03%.

固体运载火箭铁路运输侧翻吸能系统技术研究

对固体运载火箭在铁路运输过程中出现侧翻异常工况下的安全性进行研究,在调研、分析多种减振吸能方案的基础上,提出了缓冲气囊和蜂窝金属组合的侧翻吸能系统技术方案。采用Hypermesh和LS-DYNA软件进行侧翻仿真计算,结果表明:该方案可将火箭侧翻跌落的加速度由27g降为8.91g,发射筒与车厢的接触碰撞力由382.59kN降为无接触,可明显提高固体运载火箭在铁路运输侧翻等异常工况下的生存能力,为后续固体运载火箭专用铁路车的设计提供重要指导。

运载火箭海上发射测发流程现状及未来发展探析

海上发射已呈现多型号、高密度、常态化的态势,测试发射流程的精简高效程度,直接影响着海上发射的频次和效能。本文分析了运载火箭海上测试发射流程现状,理清了国内当前典型海上测试发射流程及不同发射样式测试发射流程的区别,最后针对当前测试发射流程的不足,提出了建立行业标准、探索一船多箭新样式、“天基测发”流程等的发展方向建议。

液氧煤油火箭海上发射基本方案及关键技术分析

海上发射火箭在提升火箭运载能力、降低残骸坠落风险等方面具有极大优势。我国已成功实施多型固体火箭海上发射任务,相比固体火箭,液氧煤油火箭具有更高的比冲和环保性。根据液氧煤油火箭陆基发射的特点规律和固体火箭海上发射任务流程及实施方案,研究了海射系统港口基地、海上发射船、运载火箭、保障船等运行的基本方案,提出海上发射任务实施流程,分析了牵制释放、连接器零秒脱落和自动对接、无人值守推进剂加注技术在海上发射火箭中的重要意义,以及需要解决的关键技术难题。

固液捆绑运载火箭测试发射特点及展望

长征六号甲是我国首型采用固液捆绑构型的中型低温动力运载火箭,文章简单介绍了该型火箭测试发射任务执行基本情况,总结分析了火箭在发射场执行测试发射任务的技术特点、流程特点、任务保障特点及应对措施。提出基于固液捆绑火箭的快速测试发射技术发展方向,分析了火箭新技术应用、测试发射流程优化、发射场能力建设等方面的发展需求,为型号研制工作及发射场测试发射能力提升提供有益参考。

基于非平稳高斯过程的高空风场偏差建模方法

高空风场偏差建模方法对运载火箭气动载荷计算和总体性能优化具有显著影响。目前工程常用方法未考虑不同高度层风速相关性,所得样本与实际风场特征存在差异,难以精确预示火箭气动载荷。提出将U/V风速分量建模为关于高度的非平稳高斯过程,基于大量历史风场样本统计分析实际风场在不同高度层的特征参数,利用扩展最优线性估计方法生成与实际风场具有相同分布的子样。结果表明提出的方法相比传统手段能够从形态上更加准确表征真实风场剖面。基于真实飞行器仿真程序对风致载荷进行计算,结果显示该方法对气动载荷裕度的预示误差远小于目前工程方法,对提升火箭运载效率和放行概率具有重要意义。

某型集装箱船舱壁变形原因分析及工艺优化

某国际航行集装箱船在建造过程中货舱后端壁产生褶皱变形,针对此问题进行强度校核和工艺流程两个方面的原因剖析。通过船级社规范计算和有限元校核的方法,对产生变形的舱壁在下水、强度试验等各个阶段进行结构强度分析,再与同型船施工顺序、建造工艺进行对比,得出舱壁变形是由下水和主机吊装时机不合理导致,最终提出工艺改进优化措施,有效解决了后续船舱壁变形的问题。

基于改进层次分析法对航天发射安全风险的评估

针对航天发射安全风险评估涉及因素较多和等级划分的模糊性,提出了航天发射安全风险递阶层次的评估指标体系,并利用正态分布密度函数对层次分析法确定的权重指标进行修正,使风险评估结果更加科学合理。可以为航天发射确定安全风险管控重点、优化防控措施提供重要技术支撑。

曲线桥钢箱梁顶推施工关键技术研究

文章以G94珠三角环线高速跨线曲线钢箱梁桥的顶推施工为研究对象,针对其复杂的施工条件和特殊的桥跨组合,提出了平台组装、步履式多点连续顶推的施工方案。通过对顶推工艺的深入分析和精细控制,确保了施工的安全高效。研究成果可为类似桥梁工程施工提供重要的技术参考。

基于电磁发射技术的电脉冲铆接设备研制与工艺研究

针对电磁铆接中设备结构体积大、能量转换效率较低等问题,提出了一种电脉冲铆接方法。首先,通过分析电脉冲铆接机理,推导了电能–电磁能–机械能的能量转换过程,并采用有限元建模仿真方法对铆钉电脉冲铆接成形进行了模拟试验,为电脉冲铆接成形的原理分析、设备参数的选择提供依据。然后,设计并研制了一种电脉冲铆接设备,通过仿真方式确定了样机关键参数,并在电路设计基础上实现了脉冲电源与铆枪研制。最后,以充电电压为变量进行了28次电脉冲铆接试验,完成了电脉冲铆接的工艺研究,结果表明,各试验中镦头的高度和直径合格率为100%,电脉冲铆接设备的能量利用率较高。

某型号巡飞弹发射架出架过程研究

火箭助推起飞是巡飞弹常用的一种发射方式。这种方式可以利用发射架使巡飞弹在极短的时间内实现从静止状态到飞行状态的转换,属于零长起飞方式。巡飞弹从发射架上发射升空,无须提供跑道,场地适应性好,起飞过程快捷隐蔽,特别适用于陆军部队机动作战。为研究影响地面发射式巡飞弹发射弹体姿态(偏航、俯仰、滚转角变化)的主要因素,利用三维设计软件Pro/E设计发射架的三维模型,使用动力学仿真软件机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,ADAMS),对出架过程进行动力学仿真分析,并开展试验测试弹体在架的蓄力和出架情况,验证发射架设计的合理性,给出弹体预调纠偏控制的合理建议。

基于高斯过程回归的潜射声自导鱼雷发现概率研究

明确潜射声自导鱼雷的发现概率,对相关战术制定具有显著作用。传统解析算法和统计算法无法平衡概率评估的快速性和精确性,针对此问题,文中提出了一种基于高斯过程回归的发现概率评估模型,以及基于解析模型的训练数据集生成方法,并在特定态势下开展了发现概率评估的数值仿真。结果显示,文中所提方法具有很好的评估效果,可为相关战场决策提供理论支撑。

航天发射特征事件综合和弹道融合策略优化研究与应用

特征事件综合和弹道融合是航天发射过程中最为重要的一项工作,通过特征事件发生时间和火箭飞行弹道可直观地反映出运载火箭的飞行状态。因此,为了进一步提高特征事件综合和弹道融合效果,基于遥、外测量信息,分别对参与特征事件综合和弹道融合的信息源进行分类及其影响因素进行分析,并提出了相应的信息融合策略。通过采用优化的融合策略,可进一步提高特征事件时间解算的准确性和实效性,提升弹道融合的效果,满足航天发射飞行态势显示和安全控制的任务需求。

CRESDA Successfully Processed the First Track Data of GF-3

The first images obtained from Gaofen-3（GF-3）,China’s first C-band high-resolution Synthetic Aperture Radar（SAR）satellite with a resolution of one meter in spatial diameter were published on August 25.This satellite undertakes an important task with its all-day,all-weather observation capability as part of the China High-resolution Earth Observation System（CHEOS）.With 12 imaging modes,

基于多场耦合仿真的四轨电磁发射器性能分析

电磁轨道发射器的工作过程涉及复杂的多物理场耦合现象,仅通过解析计算难以实现对电磁轨道发射器性能的全面分析。为了对电磁轨道发射器的动态发射过程进行研究,以四极凸轨道电磁发射器作为研究对象,建立了瞬态电磁-热-结构多物理场耦合仿真模型,采用CLM模型模拟发射过程中过盈电枢与轨道的电接触现象,得到了发射器工作过程中电枢、轨道受力随时间变化情况和电磁场、应力、温度分布。研究结果表明,发射器电枢、轨道受力的变化趋势与激励电流的变化趋势接近,趋肤效应和速度趋肤效应会引起受力的削弱。电磁力会改变接触面上的压力分布,改善枢轨接触状态,进而改变接触区域的电流分布。发射过程中,由于摩擦力作用,温升最大处位于电枢臂尾端而电流密度最大值出现在电枢喉部。所做的研究对了解发射器的动态发射过程及发射过程中的多物理场耦合机理具有一定参考意义。

运载火箭栅格舵舵面铸造成型技术研究

栅格舵是一种运载火箭气动控制机构,在火箭子级回收阶段发挥重要作用。针对栅格舵舵面需求量大,分析现有拼焊加工方法存在的问题,从提高栅格舵舵面加工可靠性出发,提出舵面铸造成型方案,对舵面结构实施优化,开展铸造成型技术攻关,进行了工艺设计、铸造数值模拟仿真、试件生产及检测,获得了满足技术指标要求的产品。研究表明:与拼焊工艺相比,采用整体铸造成型技术可有效解决栅格舵装配变形、焊接缺陷等问题,可提高产品可靠性,对设计制造可重复使用火箭具有一定指导意义。

空间站任务应急发射流程设计及优化

空间站任务应急发射流程特点突出,约束条件严格,要求极高,通过分析流程的串行、并行、重叠、耦合关系,梳理出主任务、一级任务、二级任务,针对流程计划要求,采取对原流程的再造,重新建立新的流程体系,将具体流程设计、岗位设置、任务衔接、质量管理的一体化设计,通过“一本通”式的岗位作业书和流程工作项目表推动流程的有序开展。实现了应急发射任务的精细化管理,解决了要求天数内实现发射的关键要求,切实提高了发射场工作效率,确保了工作质量,做到对工作流程、资源的精细化管理和配置,确保应急发射任务的可实施性。

筒口气团作用下航行体垂直出筒数值研究

潜射航行体出筒过程是水下发射的基础与前提,具有受力剧烈、时间短和非线性等特点。基于CFD方法,利用VOF多相流模型追踪气液界面,结合高分辨率交界面捕捉(HRIC)与重叠网格(零间隙)技术,建立了完整描述航行体水下垂直出筒的数学模型,系统研究了筒口气团与发射参数对流场与航行体载荷特性的影响规律。结果表明:随着筒口气团初始压强的增加,航行体受力变化周期增长,筒口气团演化过程减慢;发射深度的增加有助于缩短出筒过程中筒口气团脉动周期,肩部压强增加,有利于抑制航行体自然空化;横向来流会显著增加航行体横向受力与偏转力矩;横向流作用下,筒口气团脉动过程对航行体偏转力矩与横向受力影响较大。