導彈整流罩軸向分離仿真研究
發(fā)布時間：2021-04-15 06:11
整流罩是導彈與火箭的重要結構,在飛行過程中負責保障運載器的良好氣動外形并保護有效載荷免受外界環(huán)境的影響。整流罩的分離系統(tǒng)能否正常工作對導彈的發(fā)射任務至關重要。近年來,由于國防事業(yè)的發(fā)展需要,導彈的尺寸與運載能力在迅速提升,隨之而來的是整流罩尺寸增大,使其抗變形能力下降。導彈整流罩一般采用軸向整體分離的方式,在分離過程中整流罩與下面級彈體會存在較長的重合距離,整流罩的彈性變形與二者的相對姿態(tài)變化均會引起整流罩的安全空間減小,增加了與彈體發(fā)生碰撞的危險。由于整流罩高空分離的實驗裝置需要大型真空罐來模擬高空環(huán)境,目前我國所造真空罐的尺寸無法滿足整流罩分離實驗的要求。而在地面進行實驗會受到空氣阻力與重力等因素的影響,實驗數據不能真實反映高空條件下的分離特性。因此,對整流罩的分離過程進行計算機仿真就可以為技術人員提供重要參考數據。本文針對導彈整流罩的軸向分離過程,分別建立剛體模型、有限元模型與多柔體動力學模型進行仿真分析,研究整流罩分離后與下面級的相對運動情況和結構變形特征。首先,利用牛頓-歐拉方程建立整流罩軸向分離的多剛體模型,并計算求解,得到分離體的理論分離特性。并利用ADAMS軟件進行驗證...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
M-54A3空射導彈頭罩分離導彈整流罩的尺寸在隨著其運力的提升不斷增加，加之新型復合材料的使用
研究現(xiàn)狀究方面，國外學者多針對整流罩分離過程中某一具體結合試驗數據來驗證理論模型。Titan Ⅳ導彈整流罩在氣體推力將整流罩推離彈體，S.-C.Cheng 對該導彈的整，針對分離時爆炸裝置起爆的熱動力學過程與爆炸后氣罩的柔性結構，建立了整流罩分離時的氣體推力-結構，該模型能夠準確反映整流罩的分離運動規(guī)律[16-17]。仿真方面，國外學者一般利用 ADAMS 軟件中的 ADA罩進行柔性處理，這樣可以利用柔性體模型獲得整流罩 軟件可以與 MSC.NASTRAN 有限元求解器相結合對整流應用上述軟件對 Ariane Ⅴ運載火箭的整流罩分離特性能在分離間隙只有 0.05m 的情況下安全分離[18]。國外ter Wegner 等人利用有限元軟件對 Minotaur 導彈的整流究，對格柵結構中加強肋與蒙皮連接處的失效模式進行試進行驗證[19]。
圖 1-3 長征二號 E 火箭整流罩地面試驗和真空分離示意圖在工程應用方面，長征二號 E 型運載火箭（如圖 1-3）在地面普通大氣環(huán)境下進行了分離試驗，整流罩直徑為 4.2m，采用“平移-翻轉”的分離方式，利用火工裝置爆炸破壞連接結構，爆炸力會造成整流罩 15mm 的平移運動，隨后在彈簧的作用下繞連接機構翻轉直至脫離箭體，且試驗結果與理論分析保持一致[32]。1.2.3 國內外研究狀況小結總體來看，國外對于整流罩分離過程的研究比較先進，在理論研究方面會針對分離過程中某一特定動作進行建模分析，探究其對分離全過程的影響，并結合試驗測試數據進行驗證，來對模型進行一定的修改，研究內容比較細致。在試驗方面，利用大型真空罐等先進試驗設備，可以較為真實地模擬整流罩的分離過程，形成了“理論—仿真—試驗”的研究思路，體系十分完善。但是導彈涉及國防行業(yè)，所以分離技術屬于關鍵敏感的核心技術，很難查詢到公開的研究資料。在公開的文獻中，關于整流罩地面試驗的研究十分稀少，且對很多細節(jié)闡述得不夠清晰，這為國內的相關研究工作帶來了一定的困難。目前，受相關條件的限制，國內對于此類問題的研究尚不如國外成熟，但是
【參考文獻】：
期刊論文
[1]導彈彈性導向分離機構仿真分析[J]. 田浩,李慧通,李海月. 上海航天. 2015(04)
[2]大型整流罩分離動力學簡化建模及仿真分析[J]. 李哲,范學領,孫秦,萬小朋. 固體火箭技術. 2012(05)
[3]結構變形對整流罩分離軌跡的影響[J]. 龍垚松,蔣躍文,葉正寅. 計算機輔助工程. 2011(04)
[4]一種新型彈體結構的導彈分離動力學建模與仿真[J]. 王志剛,李偉. 科學技術與工程. 2010(14)
[5]大型彈性整流罩分離特點分析[J]. 馬忠輝. 中國科學（E輯:技術科學）. 2009(03)
[6]特大型空間環(huán)境試驗設備的超高真空獲得技術[J]. 黃本誠,劉國青,成致祥,張春元. 真空科學與技術. 2001(01)
[7]衛(wèi)星整流罩設計與“三化”[J]. 李耀民. 導彈與航天運載技術. 1999(02)
[8]長征二號E火箭有效載荷整流罩分離技術[J]. 李長純. 中國航天. 1992(09)
[9]阿里安4衛(wèi)星整流罩的分離特性預示[J]. P.A.VILLALAZ,譚宗愚. 國外導彈與航天運載器. 1987(02)
博士論文
[1]潛射彈道導彈分離動力學及逆問題研究[D]. 李慧通.哈爾濱工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于模態(tài)綜合法的整流罩分離仿真技術研究[D]. 余越.大連理工大學 2015
[2]大型整流罩分離仿真研究[D]. 艾森.大連理工大學 2015
[3]導彈分離影響參數靈敏度分析與輸入參數辨識研究[D]. 李海月.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]火箭整流罩分離過程仿真分析[D]. 張大利.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]某分離導向機構動力學仿真研究[D]. 李春洪.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]基于FLUENT和ADAMS的導彈分離聯(lián)合仿真分析[D]. 李艷軍.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[7]基于多因素的分離過程仿真與偏差辨識研究[D]. 李慧通.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[8]飛行器整流罩分離的動力學模擬及可靠性分析[D]. 崔奇.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[9]巡航導彈錐形頭罩分離仿真分析[D]. 趙曉慧.國防科學技術大學 2009
[10]基于模態(tài)綜合法的雷達天線機構柔體動力學仿真研究[D]. 朱大煒.上海交通大學 2007
本文編號：3138801
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
M-54A3空射導彈頭罩分離導彈整流罩的尺寸在隨著其運力的提升不斷增加，加之新型復合材料的使用
研究現(xiàn)狀究方面，國外學者多針對整流罩分離過程中某一具體結合試驗數據來驗證理論模型。Titan Ⅳ導彈整流罩在氣體推力將整流罩推離彈體，S.-C.Cheng 對該導彈的整，針對分離時爆炸裝置起爆的熱動力學過程與爆炸后氣罩的柔性結構，建立了整流罩分離時的氣體推力-結構，該模型能夠準確反映整流罩的分離運動規(guī)律[16-17]。仿真方面，國外學者一般利用 ADAMS 軟件中的 ADA罩進行柔性處理，這樣可以利用柔性體模型獲得整流罩 軟件可以與 MSC.NASTRAN 有限元求解器相結合對整流應用上述軟件對 Ariane Ⅴ運載火箭的整流罩分離特性能在分離間隙只有 0.05m 的情況下安全分離[18]。國外ter Wegner 等人利用有限元軟件對 Minotaur 導彈的整流究，對格柵結構中加強肋與蒙皮連接處的失效模式進行試進行驗證[19]。
圖 1-3 長征二號 E 火箭整流罩地面試驗和真空分離示意圖在工程應用方面，長征二號 E 型運載火箭（如圖 1-3）在地面普通大氣環(huán)境下進行了分離試驗，整流罩直徑為 4.2m，采用“平移-翻轉”的分離方式，利用火工裝置爆炸破壞連接結構，爆炸力會造成整流罩 15mm 的平移運動，隨后在彈簧的作用下繞連接機構翻轉直至脫離箭體，且試驗結果與理論分析保持一致[32]。1.2.3 國內外研究狀況小結總體來看，國外對于整流罩分離過程的研究比較先進，在理論研究方面會針對分離過程中某一特定動作進行建模分析，探究其對分離全過程的影響，并結合試驗測試數據進行驗證，來對模型進行一定的修改，研究內容比較細致。在試驗方面，利用大型真空罐等先進試驗設備，可以較為真實地模擬整流罩的分離過程，形成了“理論—仿真—試驗”的研究思路，體系十分完善。但是導彈涉及國防行業(yè)，所以分離技術屬于關鍵敏感的核心技術，很難查詢到公開的研究資料。在公開的文獻中，關于整流罩地面試驗的研究十分稀少，且對很多細節(jié)闡述得不夠清晰，這為國內的相關研究工作帶來了一定的困難。目前，受相關條件的限制，國內對于此類問題的研究尚不如國外成熟，但是
【參考文獻】：
期刊論文
[1]導彈彈性導向分離機構仿真分析[J]. 田浩,李慧通,李海月. 上海航天. 2015(04)
[2]大型整流罩分離動力學簡化建模及仿真分析[J]. 李哲,范學領,孫秦,萬小朋. 固體火箭技術. 2012(05)
[3]結構變形對整流罩分離軌跡的影響[J]. 龍垚松,蔣躍文,葉正寅. 計算機輔助工程. 2011(04)
[4]一種新型彈體結構的導彈分離動力學建模與仿真[J]. 王志剛,李偉. 科學技術與工程. 2010(14)
[5]大型彈性整流罩分離特點分析[J]. 馬忠輝. 中國科學（E輯:技術科學）. 2009(03)
[6]特大型空間環(huán)境試驗設備的超高真空獲得技術[J]. 黃本誠,劉國青,成致祥,張春元. 真空科學與技術. 2001(01)
[7]衛(wèi)星整流罩設計與“三化”[J]. 李耀民. 導彈與航天運載技術. 1999(02)
[8]長征二號E火箭有效載荷整流罩分離技術[J]. 李長純. 中國航天. 1992(09)
[9]阿里安4衛(wèi)星整流罩的分離特性預示[J]. P.A.VILLALAZ,譚宗愚. 國外導彈與航天運載器. 1987(02)
博士論文
[1]潛射彈道導彈分離動力學及逆問題研究[D]. 李慧通.哈爾濱工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于模態(tài)綜合法的整流罩分離仿真技術研究[D]. 余越.大連理工大學 2015
[2]大型整流罩分離仿真研究[D]. 艾森.大連理工大學 2015
[3]導彈分離影響參數靈敏度分析與輸入參數辨識研究[D]. 李海月.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]火箭整流罩分離過程仿真分析[D]. 張大利.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]某分離導向機構動力學仿真研究[D]. 李春洪.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]基于FLUENT和ADAMS的導彈分離聯(lián)合仿真分析[D]. 李艷軍.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[7]基于多因素的分離過程仿真與偏差辨識研究[D]. 李慧通.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[8]飛行器整流罩分離的動力學模擬及可靠性分析[D]. 崔奇.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[9]巡航導彈錐形頭罩分離仿真分析[D]. 趙曉慧.國防科學技術大學 2009
[10]基于模態(tài)綜合法的雷達天線機構柔體動力學仿真研究[D]. 朱大煒.上海交通大學 2007
本文編號：3138801
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