基于梁模型的火箭纵横扭一体化建模技术

针对以往火箭纵向和横向采用不同的结构动力学分析模型,无法反映捆绑式火箭纵向 与横向、纵向与扭转模态耦合问题,采用助推器捆绑结构局部空间建模技术和液体推进剂耦 合质量方法,模拟捆绑连接刚度和推进剂在纵向、横向和扭转特性中的不同作用效果。该技 术拓宽了梁模型的适应范围,实现了基于梁模型的火箭纵横扭一体化建模,为研究模态密集 、纵横扭耦合严重的捆绑火箭动力学问题提供了有效手段。
     

东方号运载火箭的液体捆绑

一、概述在战略导弹的研制中,纵向加级是提高导弹运载能力及增大射程的惯用方法。按目前的技术水平,中远程以上的战略导弹都是采用两级以至多级。与此相对应的另一种方式是横向捆绑。捆绑是助推器与主火箭并联组合的一种结构型式。即助推器与主火箭的纵轴相互平行或相互倾斜一个小角度。这种结构型式的特点是:长度短;发射时所     

大型捆绑火箭模态纵向分量对姿控系统的影响分析

针对助推段固体捆绑火箭纵-横-扭强耦合的模态特征,在小变形假设下推导了某型 固 体捆绑火箭姿态动力学模型,系统分析了模态纵向分量对箭体姿态运动和弹性变形的影响。 研究表明,模态纵向分量对箭体姿态运动影响较小,但会加大速率陀螺特别是滚动通道速率 陀螺输出信号的高频抖振,这一现象是捆绑火箭因助推器的存在所固有的。模态纵向分量容 易和部分“呼吸”模态和扭转模态发生耦合,但对横向弯曲模态基本无影响。〖JP〗     

国外固体捆绑运载火箭技术与方案综述

对国外固体捆绑运载火箭技术进行了综述.分析了固体捆绑技术的优势及其对火箭性能的影响.介绍了国外阿里安-5,H-2A系列运载火箭,以及德尔它-4、宇宙神-5系列运载火箭等现役典型固体捆绑运载火箭.给出了固体助推器捆绑结构布局、气动特性匹配、固体助推器矢量控制系统配置及推力特性要求等关键技术.     

基于力法的超静定捆绑火箭传力特性研究

对于采用超静定捆绑的助推器来说,对捆绑装置载荷的准确预示是开展构型论证、结构设计和优化的关键工作。基于力法,推导了超静定捆绑助推器的捆绑载荷解析模型,并通过有限元方法进行了验证。在此基础上,获得了捆绑装置刚度、安装位置及捆绑个数对捆绑载荷的影响规律,从而为工程应用提供了一定的参考和理论支撑。     

新型能源号-M火箭

苏联近期展出了其新型能源号-M火箭。该火箭比标准能源号火箭小,它捆绑两个助推器(图1),火箭的芯级主发动机也小,且只有一台液氢液氧主发动机(图2)。能源号-M火箭的运载能力为40吨。标准能源号火箭可捆绑2～8个助推器,其芯级有4台主发动机(图3)。运载能力为65～200吨。     

商业火箭介绍

阿里安是三级火箭,由西欧十国投资研制,但法国起着重要的支柱作用,占总投资额的2/3.阿里安1型的地球同步轨道的有效载荷为1,700公斤.阿里安2的第三级比原型长,发动机的推力也大;阿里安3有两台捆绑式助推器;阿里安4有六种方案,以助推器的捆绑方式来区分:40—不捆绑助推器(有效载荷     

H－2火箭固体助推器推力向量控制系统的研制

Ｈ－２火箭固体助推器推力向量控制系统的研制Ｈ－２是日本新研制的一种使用液体氢氧推进系统的两级运载火箭，捆绑了两台大型固体火箭助推器。助推器在火箭的上升飞行阶段用于提供大部分推力，并产生火箭操纵所需的控制力。它主要由四个发动机壳段和一些结构组件（后裙、...     

NASA公布新登月火箭设计方案

2008年6月25日,NASA公布战神-5登月火箭的新设计方案,并称,战神-5将在2020年搭载4名宇航员重返月球。战神-5长116m;火箭底部原安装5台主发动机,现在变成6台RS-68B液氧／液氢发动机,另将捆绑2个直接由战神-1火箭第一级发展而来的5．5段式固体推进剂火箭助推器;载荷也超过最初计划,比原设计多携带7．07t载荷,总共能将71t的货物运输到月球上,并且将来有一天可把人和货物送往火星。     

运载火箭固体捆绑评述

实践证明,运载火箭横向捆绑助推器是一种大幅度提高运载能力、改善其总体性能的有效技术途径。本文介绍了世界上几种主要运载火箭的固体捆绑技术和当前水平,并分析了它们的特征。着重叙述了在原有型号上捆绑固体助推器所考虑的问题,还探讨了航天飞机的捆绑技术。     

运载火箭飞行载荷联合优化控制技术

为了解决基于模块化研制的运载火箭其飞行剖面载荷与承载能力不匹配而导致发射概率过低的问题,提出一种基于弹道风修、发动机节流、主动减载、横向动载荷精细化四项减载技术的飞行载荷联合优化控制技术。以箭体承载能力为约束,提高发射概率为目标,多种载荷控制技术联合为手段对运载火箭进行逆向设计,可以有效提高模块化研制火箭的发射概率。以长征八号运载火箭首飞为例,该技术成功将发射概率由研制初期的33%提高到83%。     

我国新一代中型高轨运载火箭发展研究

新一代火箭CZ-5、CZ-6和CZ-7陆续首飞成功,拉开了我国运载火箭更新换代的序幕。新一代中型运载火箭CZ-7于2016年6月和2017年4月圆满完成了两次飞行任务,为中型运载火箭的研制奠定了坚实的基础。在CZ-7火箭基础上,增加CZ-3A氢氧三子级,在海南文昌发射GTO轨道卫星,运载能力不低于7.0t,可快速形成更新换代能力,填补我国GTO轨道该吨位的运载能力的空白。为了进一步提升我国运载火箭的竞争力,对标国际先进水平,针对新一代中型高轨运载火箭开展构型优化研究,以提高火箭性能,降低火箭成本,提升火箭的使用维护性能,满足后续GTO发射任务需求。     

残骸落区对火箭构型影响论证

残骸落区的选择是在运载火箭构型设计时必须首要考虑的设计因素,其设计结果直接关系到落区内人民生命财产安全,因此残骸落区必须避开人口稠密、重要设施区域。然而运载火箭残骸的被动段轨迹与上升段轨道设计直接相关,过近或过远的落区都将影响火箭上升段轨道的设计结果,进而影响运载火箭的运载能力。本文以典型二级火箭论证为例,开展了基于落区约束火箭构型的总体方案优化,运载能力变化充分说明残骸落区对火箭构型论证的影响,为后续构型论证工作的高效开展夯实了基础。     

长征三号甲系列运载火箭高适应性发展——从总体与导航制导控制的视角

从总体与导航制导控制的视角,对长征三号甲系列运载火箭发展与成就进行了分析和小结。长征三号甲系列运载火箭,在长征三号运载火箭解决我国发射高轨道卫星有无问题的基础上,历经基本能力、适应能力、高适应能力的发展,具备了高轨道大型卫星运载能力,突破了从单一轨道面到三维空间各种轨道发射、从高轨卫星转移轨道到工作轨道发射、从地球轨道到地月轨道发射以及从航天技术试验到高可靠工程应用发射等关键技术,使我国运载火箭整体能力取得了地球全轨道发射、星际轨道发射等跨越发展。航天重大工程和国际商业发射表明,该系列运载火箭已进入世界高轨道航天器发射的运载火箭前列,并奠定了进一步开拓发展的基础。     

空中发射技术特点的量化分析

近几年,随着小卫星市场的蓬勃发展,小型卫星发射市场持续升温,以飞马座XL和运载器一号火箭为代表的空射火箭完成多次发射任务,将数十颗卫星送入近地轨道。空射运载火箭具备快速响应、机动灵活、发射成本低、任务适应性强等技术特点。运载火箭从空中发射可以充分利用载机的飞行高度和飞行速度,在相同的系统运载能力下,火箭的起飞质量更小;在相同的火箭起飞质量下,系统运载能力更高;同时,对于规模星座快速部署,空中发射的灵活优势显著。围绕空射火箭的上述技术特点,基于空射火箭模型开展仿真分析研究及不同发射方式的结果对比,结果表明空射方式对提升系统效益效果显著。     

载人运载火箭全箭模态试验

介绍载人运载火箭全箭模态试验技术，给出了火箭全部可靠性模态数据，及飞船内关键设备的振动数据。通过对数据分析，认为：船箭耦合远比星箭耦合复杂；代替低空逃逸发动机的配重对火箭的频率特性影响不大；试验取得的全部模态数据可靠，为稳定系统设计、船箭耦合动态分析及火箭飞行过程中宇航员的振动环境提供了实验依据。     

弹道学在运载火箭总体设计中的实践与展望

简要介绍了运载火箭弹道学的主要研究内容,从弹道设计的基本方法出发,着重分析了弹道设计对于运载火箭总体设计的重要影响。在回顾我国运载火箭弹道学发展历史的同时,对我国运载火箭弹道学的特点进行了系统总结。最后结合后续我国运载火箭发展的技术需求,对弹道学的未来发展进行展望,提出了若干重点研究方向。     

面向火箭构型论证的运载能力快速分析方法

针对不同构型与任务条件下的运载能力快速计算问题,提出了基于高斯函数和组合神经网络的速度损失计算方法,并基于此对运载能力进行了快速分析。首先,基于状态量解析解计算分析,采用高斯函数对核心的重力速度损失项进行拟合计算;同时,为提高多构型与多任务样本的采样密度、简化数据建模过程并增强方法适应性,采用径向基网络(RBF)与深度神经网络(DNN)的组合形式进行状态量的提取与回归分析;然后将任务约束转化为需要速度增量,通过数值迭代得到运载能力。仿真结果表明,此运载能力分析方法精度偏差约为0.35%,计算耗时小于2 s,可为运载火箭总体参数快速论证与任务规划研究提供理论支撑。     

可重复使用运载火箭着陆支腿总体布局与关键参数优化

通过对着陆支腿数量和构型进行对比仿真分析,提出了可重复使用运载火箭着陆支腿的总体布局方案,同时建立了着陆支腿参数化仿真模型,将着陆支腿的关键几何参数作为决策变量,基于多体动力学仿真软件开展着陆稳定性仿真分析,以提高着陆稳定性、降低运载火箭返回级受到的着陆过载系数及支腿轻量化为优化目标,对着陆支腿关键几何参数进行优化和确定。仿真结果表明,优化结果能够满足工程使用需要,可以为可重复使用运载火箭着陆支腿总体方案设计提供参考。     

Technical Feature Analysis of the LM-5 Overall Plan

The Long March 5(LM-5) launch vehicle is China's new generation heavy-lift rocket with the largest payload capacity,representing the highest standard of China's current launchers.It took 10 years to develop the LM-5 launch vehicle.On November 3,2016,the LM-5 carrier rocket blasted off from the Wenchang satellite launch center on Hainan Island,achieving a successful maiden flight.During the development of the LM-5 rocket,the engineering team accumulated abundant experience on developing heavy-lift cryogenic rockets and established a thorough research and development system for new generation launch vehicles,which significantly raised the ability for launcher RD.