再入飞行器结构强度可靠性设计,检验和评定方法研究

给出再入飞行器结构强度可靠性设计、检验和评定的一种设计方法。包括按照可靠性设计思想采用数理统计理论来降低安全系数、引入合格系数和给出结构强度可靠性定量评定的方法。     

机动弹头姿态解耦控制方法研究

对大机动弹头再入飞行段姿态稳定控制系统的设计问题进行了分析与研究。根据飞行控制要求 ,考虑了影响较大的气动力和气动力矩因素 ,建立了一个完全表征大机动情况下弹头运动的非线性动力学模型。然后采用非线性解耦控制理论设计了机动弹头的姿态控制系统。仿真结果表明 ,该方法能够保证系统良好的稳定性能。     

月球返回舱跳跃再入弹道特性分析与优化设计

对月球返回舱跳跃再入大气层的初始再入段弹道特性与过载约束下轨迹优化问题进行了分析。首先介绍了跳跃再入的基本概念与优点,对不同再入角、不同升阻比情况下初始再入段的弹道特性进行了分析。然后采用庞特里亚金极大值原理以总吸热量最小为优化目标,对过载约束下再入轨道的初始再入段进行了优化设计,给出了升力系数的最优表达式。仿真研究表明,该方法能有效地降低飞行过程中的过载。     

航天飞机再入大气层三维机动飞行的最大过载和热流峰值

本文研究了航天飞机再入大气层三维机动飞行时所产生的最大过载及驻点的热流峰值,提出了一种计算最大过载及热流峰值的解析方法。在一阶近似运动方程的基础上,建立了最大过载、热流峰值与航天飞机的升阻比、再入角、滚转角等参数之间的解析关系式,由之可简便地确定最大过载与热流峰值。文中分析了升阻比、再入角等参数对过载和热流的影响,并与再入三维轨道精确解的相应值作了对比,表明此种解法具有一定的精度,可供再入三维轨道特性的分析及航天飞机的初步设计阶段使用。     

航天器结构可靠性安全系数设计方法研究

火箭、导弹等航天器结构安全系数是强度设计考虑的关键参数,是设计载荷与使用载荷的比值,通常考虑材料性能散差、载荷计算偏差、结构零部件的制造工艺水平和稳定性等。目前航天器结构强度校核基本沿用传统的确定性安全系数方法,这种方法简单、可靠,但是随着航天器总体设计技术的发展和国际商业航天市场竞争的白热化,结构减重需求日趋增强,对安全系数进行精细化设计成为了一个重要的研究课题。基于此,本文开展了基于结构可靠性的航天器结构安全系数设计方法研究,给出了基于应力强度干涉模型的可靠性安全系数设计方法和设计流程,提出了基于总体偏差概率设计的航天器飞行载荷变差系数确定方法,给出了基于试验和数值仿真的导弹强度变差系数工程设计方法,可实现航天器结构安全系数精细化设计、结构减重,对提升航天器总体性能和运载能力具有重要的意义。     

超音速弹头设计中关于侵彻力的研究

引言设计弹头必须使它经得住速度高达762米/秒的击水、撞舰与其它地面目标这样严重的瞬态载荷条件。为了决定弹头撞击哪种目标出现最严重的外载,对上述各种目标介质都做了初步研究。所研究的弹头形状全都设计成钝头形(一般取钝头直径为最大直径的0.6),重量为226.8公斤或317.5公斤,长度为152.4厘米,直径在30.48和40.64厘米之间(见图1)。应用两种材料:AISI4340钢与64钛。终端速度取为457和762米/秒。     

结构可靠性设计分析

导弹的结构设计和强度分析,过去一直沿用飞机设计的习惯,即建立在“最大”载荷和“最小”强度基础上的安全系数来保证结构强度的可靠性。“最大”和“最小”,常常模糊不清,缺少由统计得来的量的概念。随着武器系统的发展,人们逐步感到这种设计和分析方法的不合理性,探索着对这种方法进行必要的改进。近年来,用可靠性设计方法代替安全系数设计方法的想法越来越被人们重视,已开始在实践中试用。     

再入弹头小不对称俯仰气动特性测量技术研究

再入弹头小不对称俯仰力矩的精确测量一直是风洞试验领域的一个难题。设计了轴承铰接式自由振动系统,以同时测量模型的动稳定性导数和静力矩系数。滚动轴承提供系统在俯仰通道的自由度,同时在弹性梁断裂时保护模型不受破坏;可拆卸弹性梁可根据试验要求更改结构尺寸,调整系统振动频率及应变片输出信号的质量。利用本系统在Φ500mm 高超声速风洞进行了模型风洞试验,试验结果重复性及试验稳定性好,静态力矩系数测量结果达到10-6量级,证明了系统的精确性与可靠性。     

潜地导弹水下发射增压及其对弹头结构设计的影响

本文论证了潜地导弹水下发射增压环境的产生、特点及量值。分析了增压环境对弹头结构的影响,主要是对弹头底部结构的影响。这是远程潜地导弹弹头与地地导弹弹头设计的主要区别。本文提出的问题和解决办法对我国远程潜地型号弹头设计有重要参考价值。     

红外制导导弹头罩温度场测量装置的设计

针对红外成像制导导弹弹头温度场的特点,设计了多测点、宽量程、高采样率、小安装体积、高可靠性的温度场测量装置。装置分为温度探头和变换器两部分,温度探头由9路K型热电偶丝压接于接插件而成,变换器的电路基于ADS1018芯片和MSP430单片机进行了设计。对装配后的装置进行了可靠性试验考核及性能指标测试,各指标均满足要求。装置已应用于某型号导弹的弹头温度场测量飞行试验,试验数据用于弹头结构的优化设计。     

跳跃式返回航天器落点预报技术研究

建立了航天器再入动力学模型，提出了使用动能定理计算再入航天器质阻比和升阻比的方法。针对着陆场系统无法获取返回舱升力控制模型的实际情况，提出了一种使用理论机动弹道进行修正的再入航天器航迹预报算法；使用“嫦娥五号”再入段实测数据进行验证，结果显示本文算法显著提高了跳跃式返回航天器落点预报精度。     

再入飞行器复合材料舱段极限应力强度分析

由于缺少可靠实用的极限强度分析方法,复合材料结构的设计长久依赖于试验验证手段确保设计可靠度,产品研制难度大。该文发展此前研究提出的通用强度失效准则和算法,开展再入飞行器复合材料舱段的应力强度分析方法应用研究,对设计重点关注的典型蒙皮与端框结构,建立有限元模型,预示其极限承载能力并与实测数据对比,结果表明:复合材料舱段极限强度的预示与实测结果吻合良好,对端框复杂结构预示精度能够达到-14.2%量值水平,复合材料舱段的结构强度可靠度有条件通过设计计算来保证。     

高超声速滑翔飞行器三维自主再入制导方法

在严苛的热流、动压、过载等约束下,为了使高超声速滑翔飞行器在无动力再入过程中经过预先设定的航路点最终到达末端能量管理界面,提出一种基于轨迹在线生成加跟踪制导思路的三维自主再入制导方法。将再入轨迹分为初始下降段和滑翔段。初始下降段采用定常迎角和倾斜角策略。滑翔段轨迹在线生成分解为纵向规划和侧向规划:纵向规划中用于确定航程的阻力加速度-能量剖面由再入走廊上边界和下边界内插得到,侧向规划采用降阶的侧向运动方程根据航路点约束确定倾侧角反转的时刻。最后对该制导方法进行了仿真分析,仿真结果表明该制导方法能够在满足各种路径和终端约束要求下完成制导任务。     

《导弹和运载火箭结构强度可靠性设计指南(金属结构部分)》评论选

《导弹和运载火箭结构强度可靠性设计指南（金属结构部分））1993年12月通过部级鉴定，1994年12月宇航出版社出版。以下摘登3位专家的审读意见。传统的安全系数设计法采用安全系数，已具有原始的模糊的保障可靠性的含义；但是不够细致，结果往往造成结构过重，同时又有少数强度     

综合离心环境试验技术研究进展

为了真实有效模拟航天飞行器的发射和再入环境,全面激发产品潜在的故障模式,需要发展综合离心环境试验技术。从环境耦合效应和试验技术研究两个方面,系统地总结了过载振动、过载温度、过载外压三种综合离心环境试验技术的研究进展,并对综合离心环境试验技术的工程应用和未来发展作了探讨与展望。     

几种靶板的撞击加速度和极限速度的试验研究

研究结构受撞击时的强度应当知道撞击过载和极限速度。对撞击过载和极限速度进行了试验研究。试验分两种情况,一种弹丸为φ10的铜球和圆柱,靶为钢板、铝板和玻璃钢板,弹丸速度为600—800m/s;一种弹丸为带卵形头部的长圆柱,靶为混凝土,弹丸速度为350—600m/s。应用相似理论,模型试验结果在设计中可以参考使用。     

飞行器结构强度的可靠性检验

本文首先分析了结构强度检验的现状及存在问题,讨论了结构可靠性检验的一般概念和常用的三种抽样检验方法,包括抽样样本平均值的检验方法、计量序贯检验方法和抽样个值的检验方法.根据抽样检验理论,本文提出了飞行器结构强度可靠性检验的合格系数概念及如何确定它的方法.合格系数与安全系数是本质上不同的两种概念,前者决定抽样检验的合格载荷,后者决定强度计算的设计载荷.     

结构可靠性设计 一种合理的设计方案

一、引言人们熟悉的工程结构设计经历了一个漫长的凭经验、不科学的设计阶段,过去先后提出的许多设计方法,都是把影响结构安全的诸因素看成不变的定值,凭经验确定所谓的安全系数,长期以来却误认为是安全、合理的设计,现在我们把这些设计理论和方法统称为工程结构的“定值设计法”。随着概率统计的一门新的边缘学科-《可靠性数学》日趋成熟,才对结构“可靠”的真正含     

可靠性分析在导弹结构试验工作中的应用

简要介绍可靠性设计法在试验设备设计中的应用，并对某型号部件的试验结果进行了可靠性分析，获得了总体分布和有关参数。最后，用可靠性安全系数检验了该部件是否合格。     

再入飞行器复杂结构随机振动响应分析研究

本文用MSC／NASTRAN软件对再入飞行器复杂结构轴向随机振动试验和横向随机振动试验进行了响应分析，并与试验测量结果进行了比较，两者基本相符：加速度响应均方根值预示误差小于30％（轴向随机振动响应分析）和50％（横向随机振动响应分析）。本文采用的飞行器复杂结构随机振动响应分析方法和技术途径得到试验验证。