运载火箭箭体传递函数和频率特性的计算

讨论运载火箭箭体传递函数和频率特性计算方法.分析了频率特性计算中相位突跳现象及其产生的原因.提出按典型环节来计算箭体频率特性,以解决相位突跳问题.     

伺服机构故障下运载火箭自适应重构方法

针对运载火箭飞行过程中发生的伺服机构故障,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的自适应重构方法。首先,将伺服故障下重构问题转化为优化问题,完成了对伪逆法、线性规划法、混合优化法3种常用优化方法的分析和评估;其次,针对现有方法的缺点,基于SVD提出了一种求解直接重构问题次优解的改进方法,并给出推导过程。数学仿真表明,所提出的基于SVD改进的自适应重构方法,兼顾了伪逆法的计算高效、线性规划法的输出共线等优点,具有较高的工程应用价值。     

用自动寻优压根系数求运载火箭传递函数的计算法

根据大型运载火箭的结构弹性,液体晃动和刚体运动的特性,由平台、速率陀螺和横(法)向加速度表等并联支路的传递函数零、极点,自动确定姿态系统开环或闭环传递函数多项式的最大系数项及其值,再由最大系数值和所用计算机的字长介出最佳压根系数K~*。最后用K~*进行压根,一次成功地求出姿态系统开环或闭环传递函数及其零、极点。     

伺服机构模型参数辨识方法研究

主要研究了某型伺服机构模型在频率域的辨识方法。根据实测的伺服机构幅、相频率特性 ,采用了改进的levy曲线拟合辨识方法 ,得到了伺服机构传递函数模型 ,并对辨识结果进行了误差评估。结果表明 ,该方法简单、有效 ,可满足实际应用中的精度要求     

数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用

介绍了数字样机技术的概念及其在某型号运载火箭伺服机构设计中应用的必要性。说明了数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用流程,详细阐述了数字样机技术的应用内容,包括应用MATLAB进行伺服机构的负载特性分析、应用ADAMS进行机构运动学分析、应用ANSYS进行关键零件的力学分析和应用Pro／E进行结构样机的三维模装,指出了应用数字样机技术提高了设计质量和效率、加快了伺服产品的研制进度、降低了伺服产品的生产成本。最后总结了数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用情况,提出了今后的发展方向。
     

非工作状态下电液伺服机构运动分析

针对电液伺服机构安装到运载火箭后存在非工作状态下承受外力并产生被动运动的现状,分析伺服机构的受力情况并构建内部液体流动回路,研究非工作状态下伺服机构在外力作用时的运动特性。发现伺服阀零位特性以及伺服机构高压回路密封性能是影响伺服机构非工作状态下运动特性的主要因素。在外力作用下发生运动时油缸某一侧往往处于抽真空状态。使用零位特性良好的伺服阀以及高压回路泄漏小的伺服机构,在外力作用下将处于双向不动或单向可动的状况。利用典型产品开展了物理试验,验证了结论的有效性。     

运载火箭与推进系统

本文通过对国外航天形势的分析后明确指出,航天事业已发展到了以商业服务和开发利用空间资源为主要目标的时代。为适应形势发展需要,世界各航天大国,在已有运载火箭的基础上,正以降低发射成本为主攻方向,积极开展可重复使用运载火箭(RLV)的研制,并已取得了初步进展。推进系统也相应的展开研究工作,以适应运载火箭的需求。中国的对策是,提高现有火箭运载能力并使其无毒化,继而研制可重复使用运载火箭。     

运载火箭摇摆发动机与全箭动力学特性耦合关系研究

针对运载火箭“摆动发动机-伺服回路”负载频率低,可能影响全箭弹性模态稳定性的问题,首先建立了包含“发动机-伺服回路”动力学模型的全箭动力学模型,分析了“发动机－伺服回路”负载频率对伺服机构传递函数和控制系统开环传递函数特性的影响,指出了“发动机－伺服回路”负载频率与箭体弹性模态之间的动力学耦合关系,给出了保证弹性模态稳定的谐振频率判据,最后计算了保证全箭弹性模态稳定的负载频率边界值,并通过仿真算例验证了结果的正确性。研究结果表明,“发动机－伺服回路”局部的负载频率通过惯性负载力矩作用与全箭弹性模态形成耦合,当负载频率位于上、下边界值范围之内时就会导致某些弹性模态不稳定,因此在实际工程中应对负载频率进行限制,以保证运载火箭的飞行安全。
     

导引头伺服机构消隙齿轮系统动力学特性分析

消隙齿轮广泛应用于导引头伺服机构惯性稳定平台传动系统中,用于消除回程误差,提高传动精度。目前,对消隙齿轮传动系统的动力学分析大多采用数值方法,然而在求解含时变啮合刚度和间隙的强非线性系统时耗时较长。本文利用集中质量法建立考虑时变啮合刚度的消隙齿轮系统动力学模型,通过对模型的无量纲及归一化处理,运用分段的增量谐波平衡法对消隙齿轮传动系统进行分析,并利用四阶Runge-Kutta法进行数值验证,研究了不同参数对消隙齿轮系统动力学特性的影响规律。结果表明:随扭簧刚度的提高,系统谐振频率也提高,且共振幅值降低;随内部激励的增加、阻尼比的减小,系统由周期运动逐渐变为混沌运动,且共振幅值增大。     

运载火箭六自由度仿真原理与实现

给出了运载火箭六自由度运动数学模型，阐述了六自由度数学仿真的一般原理，重点讨论了其工程实现中的关键技术问题，并以某型号为背景进行了制导精度和控制系统稳定性六自由度仿真试验，验证了仿真方案与技术途径的正确性。     

运载火箭发射过程效能评估方法研究

论述了效能评估模型及一般分析方法 ,确定了定量和定性分析相结合的运载火箭发射过程评估方案 ,阐述了运载火箭发射过程效能评估的多指标综合评价方法 ,应用层次分析法建立了评估模型 ,规划了评估体系。论文最后给出的部分仿真结果描述了系统总体效能和设施设备工作情况及重要度之间的关系 ,这种关系是符合工程实际的。     

固体运载火箭弹道设计与优化

本文针对采用固体火箭发动机卫星的陆基多级固体运载火箭弹道进行了详细的阐述，提出了适合固体运载火箭弹道计算和弹道优化的方法，该方法适用于方案论证和初步弹道计算。     

运载火箭测发控网络设计

运载火箭测试发射控制系统对数据处理能力、数据通信能力的要求越来越高。本文采用最新的网络通信技术,结合CZ-3A运载火箭测发控网络的实际设计需求和设计原则,概要介绍了运载火箭测发控网络的特点,着重从测发控网络的拓扑结构、双网卡捆绑技术、静态路由技术等五方面详细阐述了测发控网络的设计,最后通过测发控网络的功能测试验证了该设计的可靠性和先进性。     

运载火箭推进剂复杂流动传热问题数值模拟中的模型简化方法

在运载火箭改进优化或新型运载火箭设计过程中,会遇到各种复杂的流动与传热问题。按照真实产品和物理过程直接建立的数值计算模型过于复杂,不同尺度的结构、流动与传热、长时间的飞行过程相互耦合,出现计算时间太长(数年)、收敛困难、程序调试困难等问题。针对初始条件复杂、飞行过程复杂、边界条件复杂3类具体问题,总结了3种相应的模型简化方法,分别是工程经验法、极限参数法、低维近似法,为推进剂复杂流动与传热的数值模拟提供参考。     

分导飞行器试验运载火箭分导策略研究

分导策略即研究一发火箭发射多个分别沿不同轨道瞄准不同目标或同一目标飞行器的方法,首先分析弹道特点,然后分别对纵向距离分导、横向距离分导、纵横向距离同时分导、对同一落点的分时分导、两次以上的分导等5种不同分导策略,利用卫星轨道力学理论逐一开展分析并推导速度增量的计算方法,最后给出基于速度增量在参考坐标系上的偏导数投影得出最优的分导策略控制方法。     

Ares I–X Flight Test Vehicle similitude to the Ares I Crew Launch Vehicle

The Ares I–X Flight Test Vehicle is the first in a series of flight test vehicles that will take the Ares I Crew Launch Vehicle design from development to operational capability. Ares I–X is scheduled for a 2009 flight date, early enough in the Ares I design and development process so that data obtained from the flight can impact the design of Ares I before its Critical Design Review. Decisions on Ares I–X scope, flight test objectives, and FTV fidelity were made prior to the Ares I systems requirements being baselined. This was necessary in order to achieve a development flight test to impact the Ares I design. Differences between the Ares I–X and the Ares I configurations are artifacts of formulating this experimental project at an early stage and the natural maturation of the Ares I design process. This paper describes the similarities and differences between the Ares I–X Flight Test Vehicle and the Ares I Crew Launch Vehicle. Areas of comparison include the outer mold line geometry, aerosciences, trajectory, structural modes, flight control architecture, separation sequence, and relevant element differences. Most of the outer mold line differences present between Ares I and Ares I–X are minor and will not have a significant effect on overall vehicle performance. The most significant impacts are related to the geometric differences in Orion Crew Exploration Vehicle at the forward end of the stack. These physical differences will cause differences in the flow physics in these areas. Even with these differences, the Ares I–X flight test is poised to meet all five primary objectives and six secondary objectives. Knowledge of what the Ares I–X flight test will provide in similitude to Ares I—as well as what the test will not provide—is important in the continued execution of the Ares I–X mission leading to its flight and the continued design and development of Ares I.     

冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(一)

冗余容错技术是提高运载火箭飞行控制系统可靠性的重要手段。本文针对飞行控制系统的应用特点 ,对冗余技术在工程应用中需要解决的四个方面的内容 :冗余结构 ,判别准则 ,检测方法和无共因失效设计进行了论述     

运载火箭控制系统仿真的发展方向

为拓宽仿真系统、仿真计算机、仿真软件和与人工智能相结合等方面的应用范围,本文全面阐述了运载火箭控制系统仿真的发展方向,可供预先研究做选题参考。     

液体运载火箭长细比设计研究

在运载火箭的总体设计中,火箭长细比是一个非常重要的设计参数,它对火箭构型方案的确定、箭体直径的选取等具有决定性影响,通常需要综合权衡载荷、结构效率、姿控稳定性、生产制造以及运输等多方面的因素来确定,火箭长细比设计对箭体直径统一、火箭型谱研究也有重要意义。梳理了火箭长细比设计过程中应遵循的原则,简要介绍了火箭长细比优化设计的方法和途径,并分析了长细比对运载火箭设计的主要影响。