航天器非火工连接分离技术研究综述

针对工程上对低冲击非火工连接分离技术的需求,以载人航天及未来深空探测任务需求为牵引,梳理了国内外航天器非火工连接分离技术的研究进展,从电磁作动、形状记忆合金、热致动等分类角度,分别对其技术实现途径、作动机理、性能指标、参数情况等进行了评述。对国内外研究差距进行了对比分析,总结了我国航天器非火工连接分离技术领域亟需攻关的关键技术,包括航天器大承载连接分离的系统方案设计、分离解锁冲击载荷的减缓与防护技术、连接与分离过程动力学建模与仿真技术和非火工连接分离装置地面试验验证技术等。     

宇航用活塞式连接分离火工装置的理论研究与工程计算

介绍了宇航用活塞式连接分离火工装置（简称火工装置）的特点和工作原理，建立了火工装置分离过程的理论模型，得出了该装置的解锁分离力和分离速度，提出了确定最佳火药量的原则和方法。经试验验证，其方法可以较精确地预示火工装置的性能，具有工程使用价值。     

航天火工品爆炸冲击多参量的测试

航天器上使用了大量的火工装置来完成特定的功能,它们在动作时会引起强烈的高频冲击环境,对航天器上的仪器设备产生不利的影响.本文借鉴活塞压力计的原理设计了一种专用爆发器,它同时具有传统的密闭爆发器和推力测试架的功能,能够同时测试航天火工品爆炸后产生的压力、加速度和位移等冲击参量,可增加一次试验能够获得的测试信息量.     

发动机吊挂与机翼连接接头强度分析与试验

飞机吊挂与机翼连接接头主要用于传递来自动力装置的载荷,是飞机结构强度设计的关键件。为了精确分析吊挂与机翼连接接头强度及应力应变分布规律,设计了一套接头强度静力试验系统,研究了接头强度有限元建模方法。以总体有限元分析得到吊挂与机翼连接接头载荷为基础,建立了接头的细节有限元模型,分析了对接头强度影响较为严重的两种工况。有限元分析结果与试验结果对比,验证了接头强度有限元建模方法合理,对民机发动机吊挂与机翼接头设计具有应用参考价值。     

基于飞机电气分离面EWIS安装设计方法研究

随着现代飞机向多电、全电方向发展,用电设备大幅度增加,使得各控制系统之间的电气互联越来越复杂,作为电气互联系统的传输"神经"系统的EWIS数量也随之巨量增加,EWIS几乎遍布飞机的各个角落。这样,EWIS线束穿过电气分离面处的电线连接和密封安装问题日益突出。文中给出了一种线束不间断穿过分离面处的独特密封连接及安装设计方法。该设计方法在国内某型飞机上已成功应用,对线束安装设计和使用维护方面具有极高的技术牵引和借鉴价值。     

复合材料层板多钉机械连接强度计算方法

提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题,以Faber级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的级数解表达式。选用的孔边特征曲线上的点应力失效判据避开了孔边接触、材料非线性、大位移、刚度减缩等复杂且难以验证的强度摸拟计算过程。计算方法与试验符合性较好。文中还详细探讨了铺层比例、排距等设计参数对钉载分配、挤压强度的影响规律。     

模型—助推器并联组合的气动问题

本文对模型-助推火箭并联组合气动设计所涉及的组合体受力状态、纵横向稳定性，以及连接/分离等问题进行了探讨与分析，其分析和建议有助于今后开展与关联问题有关的自由飞试验研究。     

复合材料层板多钉机械连接强度计算方法

提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题,以Faber级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的级数解表达式。选用的孔边特征曲线上的点应力失效判据避开了孔边接触、材料非线性、大位移、刚度减缩等复杂且难以验证的强度模拟计算过程。计算结果与试验结果符合较好。还详细探讨了铺层比例、排距等设计参数对钉载分配、挤压强度的影响规律。     

机翼部段静力试验优化设计方法

飞机结构部段结构静力试验是验证结构承载能力、有限元模型等设计指标的重要手段。部段试验相比全机试验规模较小，但需要解决边界分离面刚度匹配、支持模拟、加载模拟等技术难题，保证结构考核精度不受影响。某型飞机机翼为联翼式桁架布局，取中间一段机翼进行静力试验，需要解决多分离面优化设计，气动惯性载荷优化设计及施加等问题。采用分级解耦的设计思想，将试验设计的各个影响因素逐级剥离并建立相应的分析对比模型，依据结构响应误差进行优化设计，评估每一级简化模拟带来的误差。以结构有限元数值仿真为基础，提出了多铰支接头位移+主动载荷混合边界模拟，分离面加载假件刚度解耦设计与优化，桁架式机翼载荷优化设计及载荷施加等试验技术，使部段试验设计精度达到较高水平。     

全弹性稳态称重法微小流量测量系统

介绍了一种采用称重法原理的新型液体微小流量测量装置的工作原理与工作过程。系统采用全弹性连接方法设计,避免了常规称重法流量测量装置中非弹性连接管路造成的测量误差。采用压力补偿方法,修正由于压强对增压气体密度的影响。并以酒精为测试液体,进行了5种工况下流量测量试验。试验结果表明,该套微小流量测量系统工作稳定、可靠,可以精确测量出液体微小流量。     

全弹性稳态微小流量测量系统

介绍了一种采用质量测量法的液体微小流量测量系统的工作原理与工作过程.系统采用全弹性连接方法设计,避免了常规质量测量法流量测量装置中非弹性连接管路造成的测量误差.采用压力补偿方法,修正由于压强对增压气体密度的影响.并以酒精为测试液体,进行了5种工况下流量测量试验.试验结果表明,该套微小流量测量系统工作稳定、可靠,可以精确测量出液体稳态微小流量.      

基于爆炸激波管的火箭级间段强度考核和分离试验研究

为解决某型号火箭级间分离的相关技术难题、获得最佳的级间分离设计方案,采用了一种新型的试验方法:利用爆炸激波管进行火箭级间段的强度考核和级间分离试验。对试验系统、试验件、试验过程和试验结果等进行了详细论述。试验揭示了级间段内腔非定常压力的变化规律,考核了正式级间段壳体的承压能力,获得了级间分离压力和分离行程曲线等。对试验结果进行了理论分析,并与传统的地面火箭发动机"三合一"试验结果进行了对比。研究表明:利用爆炸激波管进行火箭级间段的强度考核和级间分离试验在理论上是合理的,试验结果与"三合一"试验吻合较好,为类似试验提供了一种周期短、成本低、可重复性好的新试验手段。     

一种耳片连接螺栓的疲劳分析方法

航空工业生产实践和试验结果表明,承受拉应力连接螺栓疲劳源的位置易出现在螺纹区和螺栓头圆角区,而承受剪切力的连接螺栓疲劳源的位置可出现在螺栓的光杆区。基于细节疲劳额定值方法对以承受剪切力为主的耳片连接螺栓进行应力分析,提出了一种耳片连接螺栓的疲劳分析方法。分析结果表明,耳片连接螺栓最高应力点位于螺栓光杆区剪切力产生的弯矩最大的截面上。以某型飞机的耳片连接结构进行疲劳试验,试验结果与分析结果相吻合,耳片连接螺栓光杆区在循环载荷下出现明显磨损。此外,通过试验结果拟合可得到连接螺栓的磨损系数,在此基础上可用提出的方法对以承受剪切力为主的螺栓进行疲劳分析。     

复合材料连接许用值确定方法研究

作者对国内航空结构正在使用的碳纤维,环氧树脂体系约1000个试样的单搭接和双搭接连接挤压强度进行了试验研究,发现在连接区常用的铺层范围内．复合材料层压板的单搭接挤压强度与具体的铺层形式无关,而仅仅与层压板的厚度／孔径比有关。因此,提出了一种用于确定复合材料结构机械连接设计许用值的新方法,并考虑了材料分散性、使用环境等因素对设计许用值的影响,用该方法得到的设计许用值已经在飞机设计中得到了应用。     

军用飞机跳伞供氧系统改进

介绍三种跳伞供氧分系统改进方法,可用在现役主战飞机的跳伞供氧分系统中增加快速、可靠的分离机构,配合手动或自动解脱机构,使飞行员弹射救生后下降着陆或着水之前,能自动或手动解脱跳伞供氧分系统的大部分成件,使之脱离与人体的连接,减轻入水重量,减少对救生过程的不利影响,以提高水上救生的成功率。经过试验检验提出了一种较优改进方案。     

复合材料机身壁板的纵向连接设计与失效分析

按照连接设计准则及机身压差载荷水平,开展了复合材料机身壁板的纵向连接设计研究。为提高壁板多钉连接结构分析精度及设计效率,发展了一种基于Fastener单元的钉群载荷计算方法,在此基础上结合单钉失效分析模型,提出了一种壁板多钉连接区的失效评估方法。首先,通过与试验数据对比,验证了采用Fastener单元求解钉群载荷的可行性;然后运用Fastener单元分析壁板连接结构的钉载分配;最后基于钉载分析结果,对局部危险区域采用单钉模型进行失效载荷计算并进而评估壁板连接区的失效载荷。本方法特别适用于快速、有效地校核多钉连接区的连接强度。     

一种大型淋雨环境模拟试验系统

以大型淋雨试验系统降雨面积、降雨强度、降雨均匀性等关键参数作为指标设计了一种面积可调的淋雨试验系统,详细介绍了降雨面积实现方法、降雨强度实现方法以及降雨强度、降雨均匀性检测方法,最后通过9个喷淋架的淋雨试验验证了该设计合理性。     

随动流体输送装置的设计及试验

针对飞机倒飞、滚转等大姿态时的流体液面变化而造成的流体输送中断的问题,设计了一种新型的随动流体输送装置。装置采用全机械的设计方法,流体入口能跟随液面位置的变化围绕连接部件旋转。对该装置进行性能试验,结果表明,在增压压力的作用下,装置能满足飞机平飞、滚转、俯仰状态下流体的可靠输送。     

民用飞机机翼根部连接与柔性补偿设计

民用飞机机翼根部连接区是机翼和机身载荷交换平衡的关键部位,结构强度和耐久性、结构传载效率、装配协调要求、细节处理等设计要求很高。给出了民用飞机机翼根部连接设计的难点分析、传载特性分析、根肋布置方法及其特点分析、不同根部对接方案设计对比分析;提出了一种减缓结构装配应力的柔性补偿设计方法,并通过试验结果验证了相关柔性补偿设计方法的可行性;讨论了考虑复合材料承载特性的复材机翼结构根部对接考虑要点和设计建议。     

《飞机设计》1994年总目次

第一期高新技术是发展战斗机的基础某机副油箱液固耦合振动研究几种主要敏捷性的作战效能分析隐身复合材料的研究和发展复合材料盒段耐久性损伤容限试验研,宛机翼与机身连接设计分析试飞中分离相负载不甲衡引起电压偏离 量的方法 :,二元喷管矢量技术及其相关布局飞机屏蔽效能研究洛克希德YF一22概貌 第二期新机研制过程质量控制工作复合材料盒段静力、耐久性和损伤容限一体化试验研究动力仿真技术在结构设计中的应用起落架布局设计技术某机进气道控制系统斜坡输入的稳态误差研究某机副翼操纵系统非线性六杆机构计算 机综合的研究飞机燃油热…