运载火箭及总体设计要求概论(三)——运载火箭总体设计(续)

简要介绍了运载火箭总体设计中气动力设计、气动热设计、弹道设计、载荷设计的主要内容、设计步骤和设计要点。     

基于Web的协同式PBN飞行程序设计模式的探索

引言基于Web的协同式设计方法适用于小组设计项目,这种设计模式可以通过Web服务器组织设计过程、显示设计进度、汇总设计成果、加工组织和存储设计数据,从而一方面简化设计流程,提高团队设计效率;另一方面通过计算机完成繁琐的计算和数据处理工作,减轻设计人员的工作负荷,减少数据     

略论商品包装装潢设计的人性化内涵

满足人性化需求是包装设计的最终目标。在现代设计中,无论那个领域的设计都强调环境的保护,资源的再利用,强调人性化,以人为本。论文就商品包装装潢设计的美学追求、适应消费心理、体现民族风格、通用化设计、适度化设计、绿色包装设计等要素对包装装潢设计的人性化进行了探讨和研究。     

面向效能的精确制导武器设计技术初探

针对以“性能”为核心的设计不能满足信息化战争对精确制导武器研制提出的设计需求的问题,初步探讨了面向效能的精确制导武器设计技术。首先分析了国内外精确制导武器设计技术的发展,指出精确制导武器的设计技术向着以“效能为核心”的设计方向发展;其次分析了信息化条件下精确制导武器设计的六条基本原则;接着以这些原则为基础提出面向效能的精确制导武器设计理念,分析指出面向效能的设计是以追求满意设计为目标的优化设计;然后在新的设计理念的指导下提出了面向效能设计的技术框架,主要说明了面向效能的精确制导武器设计框架、效能基础、技术基础、基本模式和三项关键技术等;最后探讨了面向效能的精确制导武器设计方法的四个方面：模块化、智能化、通用技术的集成和信息通道的多元化。     

一体化工程计算机辅助夹具设计系统

采用组合夹具与专用夹具加标准专用合件为主，专用夹具为辅，组合夹具与专用并行设计的原则进行计算机辅助夹具设计。开发的CAFD系统具有设计信息输入、夹具设计结果检索、夹具元件选择、设计结果归档、数据库管理等功能。此系统提高了新工装的设计能力、设计效率及设计质量。     

一种宇航用智能计算机架构设计

针对星载计算机产品的高速化、智能化发展趋势,提供一种基于VPX架构的星载智能计算机架构设计方案,具体包括计算机架构设计、二次电源模块设计、固存模块设计、接口模块设计、网络交换及AOS处理模块设计、母板设计。     

扁平化——UI领域的简约主义

扁平化设计(Flat Design)风格是当下非常流行的,以简约主义为核心的设计理念,它已然成为UI(User Interface)设计的主流风格。本文由简约主义开始谈起,从扁平化设计的内涵、优缺点、设计方法及UI设计的终极目标等方面阐述了笔者对扁平化设计风格的理解。     

批量生产小卫星设计标准研究

批量化生产能够有效提升小卫星生产能力,降低小卫星研制成本。本文阐述了目前小卫星批量生产面临的主要问题,从小卫星总体构型设计、星载设备结构设计、总装设计、集成化设计、标识设计等方面,提出了若干适应批量化生产的小卫星设计方法,以解决目前小卫星设计与批量化生产线适配性差的问题,并依托航天科工集团小卫星智能生产线进行了设计验证,结果表明新设计方法能够有效提升小卫星生产效率。     

返回式卫星轨道设计

返回式卫星轨道设计方法,是在我国发射并回收成功16颗卫星的基础上总结出来的,并参考了已经制定的各类有关轨道设计标准,包含了有轨道控制和无轨道控制返回式卫星轨道设计方法。对涉及的各项工作,都作了较为详尽的叙述,包括轨道设计任务、设计依据、轨道参数的选择、摄动因素的考虑、轨道控制策略的制定、设计程序和设计方法以及发射窗口的设计计算方法。     

基于“笔”输入模式的产品结构草图快速设计系统研究

为了减少设计人员从想法到设计实现之间的障碍,本文提出一种新的设计途径——"直接手绘"的方式来支撑产品结构草图设计过程,使得进行产品开发的功能结构、材料工艺、设计开发过程、制造模式等都发生了深远的变化。首先给出快速设计系统的总体方案,然后重点剖析阐述快速设计系统的软件设计,最后以算例形式验证了基于"笔"输入的三维航天产品结构草图快速设计方法及系统。     

防空导弹武器系统可靠性设计要求

为满足现代防空导弹武器系统全寿命周期的高可靠性，从工程应用角度讨论了防空导弹武器系统可靠性设计要求，具体涉及到总体设计、元器件使用、降额设计、容错设计冗余设计、热设计、简化电路设计、提高接点可靠性设计、机械结构可靠性设计和完全性设计等诸方面问题。     

基于数据的火箭总体设计方法研究及软件实现

为了提升火箭总体设计能力,通过集成化的设计工具实现设计方法的统一和规范,解决总体设计流程通过文档传递速度慢、缺乏统一接口和设计工具、设计效率低的痛点问题,提出基于数据驱动的运载火箭总体协同设计方法,并开发软件实现应用。遵循基于模型的系统工程（Model Based System Engineering,MBSE）理念,通过制定专业间接口数据规范,构建总体多专业协同设计数据物料清单(Bill of Materials, BOM),形成统一数据接口,围绕统一数据BOM模型开展协同设计工作,成功应用于总体协同设计工作中的多个场景,实现设计过程数据同源、状态变化同知。基于数据的总体协同设计方法,设计效率显著提升,设计精度与传统设计方法整体相当,局部更优。     

飞行器固体火箭助推器设计优化方法比较

综合考虑飞行器总体设计约束、轨道设计、气动特性与固体火箭助推器设计间相互影响的情况下,建立了飞行器固体火箭助推器总体/气动/轨道/动力多学科的系统分析模型和设计优化模型。采用传统设计优化方法和多学科设计优化(MDO)方法进行了固体火箭助推器设计优化。结果表明,固体推进单学科的最优设计不等价于飞行器总体多学科的最优设计;与传统设计优化方法相比,MDO方法一次设计优化就可得到满足飞行器总体设计指标的最优设计,得到内外弹道相匹配的助推器最优推力-时间曲线。传统设计优化方法需要飞行器总体和固体推进学科两个设计优化过程不断迭代协调,容易漏掉满足飞行器总体设计指标的最优设计。采用MDO方法,可提高固体火箭助推器的设计质量,大大减少设计迭代次数,从而缩短设计周期。     

型号设计中的安全性设计分析

通过对“长征三号”运载火箭的一些安全性设计实例帕的分析来建立安全性设计的概念，论述安全性设计在型号设计中的重要作用和地位。分析认为，安全性设计应以总体、系统设计师为主，并从设计初期抓起。     

案例调整技术在固体火箭发动机总体设计中的应用

以提高固体火箭发动机(SRM)总体设计中设计经验和设计知识的重用为目的,将基于知识工程的设计方法应用于SRM总体设计。研究了SRM总体设计案例表示方式,提出了两级层次结构的案例调整模式,并针对SRM系统特点建立了SRM总体设计的因果过程模型。在此基础上,提出了SRM总体设计的案例调整框架。最后,应用该调整技术实现了具体设计实例,通过与传统总体设计比较,设计结果一致性好,证明了该技术的有效性。     

MBSE在活动发射平台支承臂设计中的应用实践

针对基于文档的活动发射平台系统设计存在的信息离散、关联性差、不易追溯等问题,将基于模型的系统工程(Model-Based Systerm Engineering, MBSE)的正向设计方法引入活动发射平台支承臂方案设计和详细设计过程中,采用SysML语言进行系统建模,采用Modelica语言进行物理建模,采用NX和Ansys进行三维模型设计和仿真,并通过参数结构化和接口配置技术,实现了从系统设计到产品设计关键参数的闭环验证,提高了设计数据的一致性和可追溯性,验证了MagicDraw、Mworks、Teamcenter等系统集成应用的技术可行性,为活动发射平台和其他航天产品设计提供了指导和借鉴。     

基于权衡空间探索的多约束弹道初值确定方法

运载火箭弹道设计对初值的选取敏感,需要设计人员具备相应经验,新构型或新任务下迭代设计易发散,设计过程依靠人员手动调整,效率较低。应用权衡空间探索及全局优化思想,给出了多约束弹道设计初值确定方法,并在此基础上重新建立了弹道设计流程,自动完成初值选取及精确设计,降低了设计过程对人员经验的依赖性,提升了弹道设计方法的智能化程度,提高了论证及设计效率。     

稳健优化设计及其在固体火箭发动机装药设计中的应用

为了提高固体火箭发动机在干扰因素作用下的性能精度,将稳健优化设计方法引入固体火箭发动机装药设计中。首先介绍了稳健优化设计的基本概念和设计流程,通过装药设计实例分析了稳健优化设计特点及适用性。结果表明,稳健优化设计既可较好地保证设计约束的可行稳健性,又可降低发动机性能在随机因素作用下的散布范围。为解决固体火箭发动机推力不平衡问题提供了很好的解决方法。     

应用OptiStruct软件的太阳翼基板结构优化

应用Altair OptiStruct软件独有的复合材料优化技术,针对非连续铺层复合材料,对某卫星太阳翼基板结构进行了优化设计。整个基板结构优化设计过程包括两个阶段：概念设计阶段和系统设计阶段。首先,在概念设计阶段利用自由尺寸优化模块,对太阳翼基板结构进行了拓扑优化;然后,在系统设计阶段利用尺寸优化模块完成了铺层厚度的优化。在经验设计方案中,太阳翼基板面板质量为3.6kg,经优化设计后,基板面板质量为1.7kg,减少了53%。     

航天器系统方案设计模式研究

航天器系统方案设计是航天器系统工程研制的关键阶段工作,直接决定了航天器的综合性能及研制成本。分析了当前系统方案设计模式存在的问题;根据航天器系统工程的特点及要求,提出了系统方案设计模式改进的原则与思路;重点从组建专职系统方案设计项目组、改进系统方案设计工作管理、完善系统方案设计过程方面,研究探讨了系统设计模式改进方案。