【摘要】：火箭發(fā)射成本居高不下是限制航天事業(yè)快速發(fā)展的原因之一,為此各航天大國開始從事可重復(fù)運(yùn)載器的研制工作。若火箭在完成發(fā)射后能夠?qū)崿F(xiàn)回收并通過維修實(shí)現(xiàn)二次利用,可將大幅降低發(fā)射成本,可靠的支撐機(jī)構(gòu)是火箭穩(wěn)定著陸的前提與保證。而折展與鎖緊機(jī)構(gòu)是著陸支撐機(jī)構(gòu)中的重要組成部分,對其進(jìn)行研究具有重要意義。本文通過拓?fù)鋱D論對平面單、雙自由度可展機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,根據(jù)支撐機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求及約束條件進(jìn)行篩選,利用ADAMS對機(jī)構(gòu)原理進(jìn)行仿真對比最終確定折展機(jī)構(gòu)方案。建立足墊與地面碰撞模型,以桿件受力和總質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù)完成尺度優(yōu)化。并對折展與鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成碰撞過程強(qiáng)度校核,通過模態(tài)分析確定最佳收攏固定方案。依據(jù)矢量原理對展開六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)進(jìn)行建模,利用拉格朗日方法建立動力學(xué)簡化方程,并分析簡化模型與ADAMS模型誤差來源。利用n段樣條曲線和貝塞爾曲線方程對主隨動能量與時(shí)間多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,校核單向機(jī)構(gòu)制動角度并完成隨動及鎖定特性分析。利用改進(jìn)n段樣條及貝塞爾曲線對全程作動能量最優(yōu)、驅(qū)動力峰值進(jìn)行優(yōu)化。建立電動推桿力學(xué)模型并推導(dǎo)電推桿扭矩與絲杠直線力關(guān)系方程,并對展開控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),利用傳感器協(xié)同作用完成邏輯控制設(shè)計(jì)。利用ADAMS及ANSYS對單向機(jī)構(gòu)工況進(jìn)行仿真分析。通過ADAMS與MATLAB聯(lián)合仿真對轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)摩擦系數(shù)、火箭姿態(tài)角度(俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn))、空氣阻力、飛行載荷系數(shù)的影響進(jìn)行分析,并搜索獲得穩(wěn)定可靠展開控制參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V421
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文究現(xiàn)狀用運(yùn)載器的研究現(xiàn)狀現(xiàn)狀來，各航天大國先后在航天運(yùn)輸領(lǐng)域展開新計(jì)劃。在上世紀(jì) 60 年代，由美國道格拉斯公司的工程降落傘和發(fā)動機(jī)反噴方式實(shí)現(xiàn)軟著陸，這也是垂直國阿波羅登月計(jì)劃中，月球著陸器通過垂直起降技的軟著陸，阿波羅登陸計(jì)劃的成功使得垂直起降技。

國阿波羅登月計(jì)劃中，月球著陸器通過垂直起降技的軟著陸，阿波羅登陸計(jì)劃的成功使得垂直起降技]。圖 1-1 阿波羅登月艙[8]0 年代，美國麥道公司成功研制一款單級入軌運(yùn)載“DC-X”。成功完成發(fā)射、空中懸停、制動以及A 又將 DC-X 樣機(jī)的發(fā)動機(jī)、材料以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)C-XA[10,11],該樣機(jī)進(jìn)行四次飛行試驗(yàn)，但最后一次致墜毀，之后的研究也因?yàn)榭蒲匈Y金問題被迫終止

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文藍(lán)色起源公司是由亞馬遜創(chuàng)始人杰弗里貝索斯創(chuàng)建，一直從事可重復(fù)亞器的研究，并致力于實(shí)現(xiàn)載人亞軌道旅行，藍(lán)色起源于 2015 年首次實(shí)現(xiàn)射、回收工作。并將其 New Shepard[13]發(fā)射到 100km 高空后返回到預(yù)定目前為止藍(lán)色起源成功完成十次可回收工作，其在可回收技術(shù)上的經(jīng)驗(yàn)相該公司預(yù)計(jì)在未來兩年實(shí)現(xiàn)載人試驗(yàn)并實(shí)現(xiàn)太空旅行。2018 年 7 月 5 日宣布將在月球建立永久根據(jù)點(diǎn)，并在 5 年內(nèi)開展登月計(jì)劃。a）New Shepard 發(fā)射 b）New Shepard 回收圖 1-3 New Shepard 發(fā)射與回收

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本文編號：2758955