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。     

大型运载器捆绑连接技术的综合分析

为满足发射不同类型航天器的要求,以现有运载器作基础,采用纵向加级,横向捆绑组合成大型运载器的方案,对缩短研制周期、降低成本是十分有利的。本文扼要介绍了大力神3C、阿里安3、德尔它3914、苏联东方号等远栽器和美国航天飞机所采用的捆绑连接技术,分析了几种典型的捆绑连接装置的具体结构形式,并简单叙述了采用捆绑方案后带来的一些结构设计问题。     

支架底座局部强度计算方法研究

近年来航天结构强度分析方法逐渐从工程算法发展到有限元计算方法。这两种方法在强度分析中各自有其优缺点。针对航天运载器中普遍存在的支架底部强度计算问题,采用工程算法和有限元方法进行了对比计算,分析了两种算法各自的适用范围。     

用动刚度法计算管路系统频率

一、概述在研究航天运载器的纵向振动稳定性问題的时候,发现其推进剂输送系统的动特性起着重要作用。因此确定运载器推进剂输送系统的动特性,特别是确定其一阶自振频率,是我们首先关心的问题。然而在许多关于管道流体的动力学计算中,都将管道自身做为固定不动处理,这对于工业上及民用输水、输油管的计算来说是正确的。但是用于推进剂输送系统就会产生很大的误差,以致导出错误的结论。其原因是(1)推进剂输送管是通过各种弹性支撑系统固定在运载器壳体     

航天产品可靠性增长试验指南应用探讨

<航天产品可靠性增长试验指南>是航天产品开展可靠性试验的重要依据,应用广泛,文中讨论了该指南在产品状态控制、试验方案设计、故障处理等方面的实际应用问题,建议应用实施时加强剪裁,明确技术要求,以保证试验的质量和有效性.     

充压空间运载器结构的设计、断裂控制、制造和试验

第一章在空间运载器压力箱的初步设计阶段,设计准则必须建立在飞行可靠性上。根据现有知识水平,这些准则阐明了必须满足的设计条件,以减少结构破坏的危险,并使可靠性和性能之间达到最完善的平衡。这种准则只是一些标准,而不是设计规范。几十年来,飞机设计师已参考了所有飞机结构的设计准则,这一设计准则已帮助飞机工业获得了大量结构     

单面导流器载荷传递与发射仿真分析

本文通过对比将导流器与发射车作为一个整体进行受力分析和将导流器与发射车作为铰接关系进行受力分析的理论载荷传递路径,发现将导流器与发射车作为铰接关系进行受力分析时为保证发射稳定所需的导流器底座与地面摩擦系数更大,进一步采用仿真建模的方式验证了理论载荷传递路径的正确性,并通过整车发射动力学仿真分析得到了不同导流器底座与地面摩擦系数条件下发射过程中导弹的姿态变化规律,为指导车载垂直热发射单面导流器传载设计和发射车发射场坪的选择提供了有力支撑。     

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。     

用于大型运载器模态试验的油气支承系统

本文主要讨论运载器模态试验对支承系统的要求,油气支承系统的分析模型,此外文中给有系统功能试验结果和应用实例.最后,对大型运载器模态试验支承系统的发展提出了基本设想和建议.     

第四届航天运载系统学术交流和研讨会在我院召开

由中国宇航学会、中国航空学会第四届航天运载系统专业委员会组织的第四届航天运载系统学术交流和研讨会10月31日至11月3日在我院召开。参加会议的有601、640、629研究所、上海航天局及其有关研究所、北京航空航天大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、空军工程学院、29试验基地和南京航空学院等30多个单位的代表100名,航天高技术专家委员会成员黄志澄研究员、天地往返运输系统及大型运载火箭专家组成员施金苗研究员、中国航空学会副理事长余承业教授、南京航空学院院长朱剑英教授也参加了会议.     

快速机动测发控技术在智慧火箭中的应用

智能测试发射技术是智慧火箭概念的关键环节,快速机动是实现智能测试发射的重要发展方向。针对我国运载火箭测发周期较长、地面测试设备复杂、缺乏机动发射能力的情况,CZ-6运载火箭测发控系统以可靠、简易、快速、集成为主要特征。通过采用"总线为主、无线为辅、有线配合"的综合测试模式,结合军用方舱结构形式、高集成度测发设备、大流量数据传输与实时判读等关键技术,配合火箭总体实现了CZ-6运载火箭7 d快速简易测发的目标,为未来智慧火箭的智能测试发射打下了技术基础。     

导弹发射车模型组合结构动力学试验与分析

本文通过对导弹发射车组合结构的动特性分析，试图探索一套针对大型复杂结构的组合结构动力学试验与分析技术。即以部件有限元动态分析和部件试验模态为基础进行部件试验／分析联合建模，在得到相对精确的部件数学模型后，以实用完备模态空间技术进行自由界面组合结构动特性分析。本文以导弹发射车组合结构为应用实例，验证了所提方法的正确性和有效性。     

火箭在地面风作用下的振动载荷识别

将地面风作用下的火箭作为一个非均质变截面梁,研究了非轴对称火箭的任意风向风振载荷识别问题。根据结构风振的特性,引入等效阻力系数和升力系数,利用风载荷作用下火箭的振动加速度或弯矩响应识别等效阻力和升力系数以及归一化随机载荷的功率谱。给出了等效阻力和升力系数与以往风载试验中使用的非定常阻力和升力弯矩系数的关系。     

有效载荷／运载火箭耦合分析的频域方法

盘算尖响函数综合技术导出了用耦合频响函数和无有效载荷的运载火箭界面加速度响应表示的有效载荷／运载火箭耦合动力分析的频域方法，给出了以自由界面的运载火箭模态分数放自由界面或固定界面有效载荷模态参数构成的耦合频响函数表达式。     

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数（上）

根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ-5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。     

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数（下）

根据新一代运载火箭CZ．5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ．5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。     

垂直起降运载火箭总体方案研究

垂直起降运载火箭研制是航天与航空技术的一次融合,相对于传统一次性火箭而言,其研制是对运载火箭总体设计理念的革新。本文从运载火箭总体设计的角度出发,结合工程研制实际,通过垂直起降火箭一二级分离、推进剂管理、气动设计、弹道优化设计等方面的风险评估及约束条件分析,结合具体方案设计,对垂直起降火箭与传统火箭总体设计的差异及难点进行了分析,给出了建议,同时阐述了对垂直起降运载火箭总体设计的思考。常规运载火箭成熟的设计理论和技术,需要增加新的约束和进行改进后才可适用于垂直起降火箭方案设计。     

星/箭耦合动态响应分析新方法研究

介绍了采用约束边界模态展开表达式进行星/箭耦合响应分析的方法,导出缩聚在星/箭连接界面处的全箭动力学方程.应用这种方法通过解析推导可以将整个星/箭耦合结构多自由度方程减缩为仅含星/箭连接界面处自由度的方程,形成星/箭耦合响应分析新方法,内部自由度的影响化为固定界面模态有效质量的贡献,它们的贡献累加于界面自由度之上,使动...     

有效载荷／运载火箭耦合分析的子结构模态综合法

为了制定有效载荷设计和验证所需要的低频振环境条件，需要通过耦合动力分析给出有效载荷与运载火箭连接界面的加速度响应。本文利用自由界面模态综合技术研究有效载荷／运载火箭的耦合分析问题，给出了连接界面分别为刚性连接和弹性连接民政部下计算有效载荷界面加速度响应的子结构模态综合方法的两种形式。     

基于AMEsim的运载火箭保险阀系统性能可靠性分析

在论述分析保险阀性能可靠性重要性的基础上,运用商业仿真软件AMEsim建立了运载火箭保险阀的仿真模型。根据此仿真模型,提出了保险阀的性能可靠性分析模型,并运用响应面法计算了保险阀的性能系统可靠性指标,最后分析了随机变量均值的相对变化对性能可靠性指标的影响。