导弹可靠性试验与冲击振动工程(美国专家莫尔罗博士在华技术交流总结)

莫尔罗(Charles T.Morrow)博士是美国导弹冲击振动工程专家,早年毕业于哈佛大学,取得哈佛大学声学和通讯工程博士学位,先后在哈佛水声电声试验室,斯佩里陀螺仪公司,休斯公司,宇航公司,LTV研究中心,Ling-Altec电子公司,先进技术中心工作过。他是一个从基础科学领域走进工程技术领域的学者,在声学,电子机械装置,冲击和振动,噪声控制等学科有较深的造诣。据介绍,五十年代苏联洲际导弹研制成功以后,美国深感落后,为了解决导弹的可靠性问题,他们把受过高级训练,特别是具备声学基础和对统计学与概率论有经验的人请到导弹领域,以便认清问题和提供解决办法。莫尔罗就是其中一个。他负责制定了美国第一个洲际导弹环境试验规范,同时引进随机振动和连续谱的概念,并发展了关于概率分布,功率谱和结构的随机振动响应等基本概念。他著有《冲击振动工程》第一卷(1963),《作为技术管理工具的环境试验规范》(1981)等书。并为《随机振动》第二卷(1963),《导弹包装基础》(1955),《科技百科全书》(1971),《冲击振动手册》(1975年版)撰写了重要章节。从著作来看,他在学术上有独到的见解。应北京强度环境研究所的邀请,莫尔罗博士于1982年9月19日至10月4日来华与我国冲击振动界人士进行技术交流。他以“环境试验和统计可靠性试验的关系”,“冲击振动工程”为题,介绍了他本人及美国在导弹的可靠性、环境、规范、试验、设计和设备等方面的研究情况;同时就可靠性试验和环境试验的关系、冲击振动工程、隔震问题、低频振动问题与我国同行进行了技术座谈。概括起来,他的主要技术观点是: (一)对于导弹,应该把人力、物力花在研制初期的可靠性增长试验上,而不花在到研制后期才见结果的可靠性指标验证试验上。 (二)对于导弹,环境试验规范应起到指导设计作用,而不只起到在设备研制完以后的检验作用。 (三)导弹的主要振源是发动机噪声和气动噪声;环境试验的目的是发现设备的薄弱环节,纯粹的模拟真实环境的做法是不可取的。 (四)美国的导弹用的电子设备和惯性器件不用隔震器,也不用粘弹性材料隔震。问题通过限制设备的最低谐振频率和提高设备在高频的抗震能力来解决。 (五)描述瞬态振动环境的办法美国目前尚无定论;在制定洲际导弹规范时,并没有多少数据;美国现有规范中的低频段,并不是真实环境的表述,而是试验设备的使用极限。莫尔罗博士是迄今为止来华的学者中唯一搞导弹的专家。由于他自始至终参加了美国第一代洲际导弹的冲击振动工程工作,因此他的技术观点与实践有助于我们深入了解美国导弹的发展,从中吸取有益的经验。尤其是他在可靠性增长、隔震、低频方面所提到的问题,正是当前迫切需要解决的问题。但是,由于保密的原因,加之他最近已退休,某些技术内容以至观点未必能反映美国当前的技术状况。这里特别要强调的是,虽然莫尔罗关于导弹的统计可靠性试验的观点已经反映在1975年出版的《冲击振动手册》之中,但是据我们所知即使在美国还有另一种颇为不同的观点与实践,肯定了导弹的统计可靠性试验的必要性。在这次技术座谈中,我国有关方面的同行就此问题与莫尔罗博士展开了讨论,提出了不同意见。但是这个总结只反映了莫尔罗本人的观点。不言而喻,与他的其它技术观点一样,它既不能作为美国技术状态的全面描述,更不能作为我们行动的依据。我们欢迎全面介绍美国在这方面情况的文章,欢迎有关人员参加讨论这些问题和对莫尔罗的观点进行评价。这次技术座谈是由北京强度环境研究所所长陈奇妙同志主持的,由何克让和厉慧敏同志翻译,吴家驹和冯振兴同志记录。本文是由吴家驹同志整理成文,宋文治、张维纲、郑开陛和李德林等同志校阅补充,最后由陈奇妙同志审订的。以下按可靠性试验、规范、数据处理、试验方法、隔震、非平稳问题,对莫尔罗博士的报告及部分座谈答问内容进行整理。     

海防导弹环境工程的现状与展望

本文介绍海防导弹环境工程发展状况,提出“海防导弹武器系统环境工程优化研究”课题以及到2000年完成的任务。     

静不稳定倾斜转弯导弹飞控系统的设计与分析

本文给出了烦斜转弯(BTT)导弹简化的数学模型,研究了BTT导弹大攻角,强耦合和非线性的特点,分析了航向静不稳定弹体的气动特性,应用经典控制理论,提出了这类导弹飞控系统的设计方法和设计目标。在设计初期,暂不考虑交叉耦合作用,三通道独立设计,同时通过侧滑角反馈使航向静稳定。本文通过协调控制技术减小三通道的交叉耦合作用,提出了三种协调控制方法。最后,本文以某型BTT-90导弹为对象,给出了整个飞控系统的设计过程,进行了非线性数字仿真。仿真结果表明,设计达到了预期的目标。     

基于半实物仿真的导弹批验收试验方法

针对传统"飞了买"批验收方法效费比较低的问题,提出一种基于半实物仿真的导弹批验收试验方法。首先进行导弹试验准备,对原有的抽样方法进行了改进;其次将导弹部件与仿真设备相连接,进而依照工作时序开展仿真试验;最后对仿真结果进行评定,以决定是否接收该批导弹。由于采用半实物仿真无需发射和破坏被试验导弹,因而可以节约大量成本;同时,采用半实物仿真可以测试导弹在不同战场环境下的作战效能,具有"飞了买"验收方法无可比拟的优势。试验结果证明了该方法的有效性。     

强度与环境专业技术2000年展望情报信息交流会征文通知

为了促进结构强度与环境工程技术的研究,跟踪高技术、新技术,适应新一代航天器(航天机、空间站、机动导弹、星际武器等)的发展要求,航天部结构强度与环境专业情报网(第八网)定于今年第四季度召开强度与环境专业技术2000年展望情报信息交流会。     

导弹发射装置的总体设计方法(英文)

提出了一套新型导弹发射装置的总体设计方法 ,对其中的重要问题加以讨论并指导新型导弹发射装置的研制 ,为新型导弹发射装置的设计提供依据。导弹发射装置总体设计涉及的内容包括 :导弹发射装置技术指标的分配 ,国外引进的导弹发射装置的实体建模、气压传动装置的设计、弹射机构装置的设计、导弹发射装置的可靠性预测及导弹发射装置的实验研究。本文将就这几个问题展开深入研究。     

硬回收穿地弹高速撞地的缩比模型试验及穿地弹设计中的几个问题

引言为了获取导弹被动段的飞行数据,可以采用遥测、软式、半硬式或硬式回收。由于硬回收不仅能获取直至撞地时的全部数据,并且简单、经济,所以一直是设计者所希望的回收方案。但因导弹落地速度的不断增加,沿用过去设计的穿地弹方案很少成功,因此人们提出在高马赫数落地情况下,硬回收方案是否可行的问题。由于弹丸高速撞靶时所产生的现象是极其复杂的。它不仅和弹、靶材料的物理性质有     

简讯

据“国防工业报告”78年3月6日P100上报告:在Huntes点式地面发射实验场,进行了一次MX导弹发射方式的模拟实验。实验把1/2缩尺(重1/5)的假导弹用热气体从发射管抛出,发射角为45°角。实验的目的是决定预示MX导弹发射状态的分析方法精度。所用的发射垫、封闭件都与MX导弹一样。     

《强度与环境》总目录

.1073年第一期 国外振动实验技未的一些进展(冯扳兴) 几种壳体稳定性鱿计算方法和试验结果(张骏华).1973年第二期 失重环境对火箭导弹工程的影响(张秀清、许达明) 突防中核环境对导弹头部的破坏作用及高空核爆炸所产生的软X射线对导弹头部的 结构响应及防护(陈炯楠、叶帮础、胡明志、李清源).1,73年第兰期 电动式扭转振动台简介 电动激振田的数字控制系统(译文) 1973年第四期 有关热结构试验的几个问题(周锡仪) 对飞行于M 4.幻下的X一巧水平安定面进行红外线加热模拟的评价(译文) 1974年第一期 振子式冲击谱分析仪工作小结(宋文治) 峨荷偏…     

瞬态环境的快速扫描模拟法

一问题的提出在导弹或宇宙飞船——运载火箭的整个飞行过程中,由于各级发动机点火,关机,级间分离,天线罩抛射等动作造成仪器仓内各种设备的瞬态环境。这种环境的特点是:(1)加速度时间历程是复杂振荡型脉冲。(2)作用时间很短(以毫秒为单位)。(3)加速度幅值较大而速度和位移较小。十几年来,对这种瞬态环境的试验模拟一直是以冲击响应峰值等效为原则的。但冲击的破坏机理较复杂,冲击谱相同的脉冲并不一定引起相同的破坏。因此为了更真实地模拟瞬态环境,除了满足冲击谱的要求之外,必须使模拟波形尽量接近瞬态环境。国外对瞬态环境的模拟早期是用跌落式冲击机产生半正弦单脉冲。由于这种脉冲环境和     

高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展(下)

在对国内外文献调研的基础上,就有关高超声速有翼导弹多场耦合动力学分析和仿真技术的研究和发展现状进行评述,包括气动加热、大攻角非定常气动力、结构传热和温度场分析、热弹性耦合和热模态分析、耦合动力学分析的数学模型和求解方法等内容。最后针对高超声速有翼导弹提出进一步研究开发的建议。     

高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展(上)

在对国内外文献调研的基础上,就有关高超声速有翼导弹多场耦合动力学分析和仿真技术的研究和发展现状进行评述,包括气动加热、大攻角非定常气动力、结构传热和温度场分析、热弹性耦合和热模态分析、耦合动力学分析的数学模型和求解方法等内容.最后针对高超声速有翼导弹提出进一步研究开发的建议.     

《强度与环境》73年、74年共八期总目录

73年第一期: 1 国外振动实验技术的一些进展(综述) 2 几种壳体稳定性的计算方法(小结) 73年第二期: 1 失重环境对火箭导弹下程的影响 2 空防中核环境引导弹头部的破坏作用及高空核爆炸所产生的软x射线对导弹     

封闭状态储运发射箱箱壁压力的子波分析

为研究火箭导弹在封闭式储运发射箱内发射时 ,由于密封盖的反射作用使弹箱间隙内存在的复杂燃气流场 ,通过对测量数据进行子波分析 ,得到了管 (箱 )壁压力时间历程曲线中的燃气射流段是由射流激波振荡 (低频 )和射流噪声 (高频 )两种流动成分组合而成 ,激波振荡沿管壁向弹头方向是衰减的 ,它在低频段聚积的能量与起始冲击波一起都对储运发射箱式定向器具有破坏作用。     

用化爆模拟反导弹核武器爆炸时对战略进攻弹头的力学效应

1.核爆炸对进攻弹头壳体结构的力学效应: 美苏为争霸世界,都在大力发展反导武器系统。目前美帝比较成功的反导武器系统是“卫兵”系统,最初是为面防御保卫城市而设计的,采用两层拦截,主要由环形搜索雷达、导弹阵地雷达、高拦导弹和低拦导弹以及数据处理中心等组成。其高拦(约150公里)导弹“斯帕坦”主要利用其核弹头爆炸时释放的软X射线摧毀进攻弹头。软X射线在自由空间能无阻碍地以光速传至数百公里远.一枚百万吨核弹头爆炸后,当进攻弹头距爆     

导弹吊挂寿命可靠性分析的自动化实现

导弹吊挂结构的尺寸参数繁多,而结构形式基本固定。为了提高导弹吊挂有限元分析效率并便于对结构进行寿命可靠性分析,开发了导弹吊挂结构疲劳寿命可靠性分析平台。平台采用Visual Basic语言编写,借助PCL(Patran Command Language)对有限元软件进行二次开发,实现了吊挂结构静强度及疲劳寿命分析的参数化;将六种可靠性分析方法进行计算机编程,实现了吊挂结构可靠性及灵敏度分析的自动化。分析结果表明,仿真分析结果真实有效,可为导弹吊挂的结构优化设计提供技术支持。     

基于模糊逻辑系统的空空导弹攻击区拟合

将空空导弹攻击区的拟合表示成一非线性逼近问题 ,从而利用模糊逻辑系统的万能逼近性质 ,并结合误差反向传播学习算法 (BP算法 )实现了对导弹攻击区的自动学习。在此基础上 ,提出了利用扩展的 T- S推理进行攻击区分组逼近与综合的方法。仿真结果表明该方法具有精度高、参数少、通用性强等优点。     

基于改进PSO算法的导弹控制参数优化

研究了将粒子群算法(PSO)应用于空对空导弹控制参数自动设计的方法,解决导弹控制参数手工设计中遇到的困难与问题.标准PSO算法在导弹静稳定工作点参数优化中表现出良好性能,但在静不稳定工作点优化时容易限入局部最优,因此引入遗传算法(GA)的杂交思想对标准PSO算法进行了改进,以扩大解空间的范围.仿真结果表明:改进后的PSO优化算法具有更强的全局搜索能力,获得的参数能够满足给定的性能指标,并且可以节省大量的设计时间,具有很高的工程应用价值.     

基于粒子群优化的多导弹动态武器目标分配算法

针对复杂多变的未来战场环境,对空防御系统需要实现对多个目标进行武器分配。由于传统静态武器目标分配（Static weapon target assignment, SWTA）模型受到很多因素的限制,无法适应战场态势的快速变化。为了解决多导弹的动态武器目标分配（Dynamic weapon target assignment, DWTA）问题,将对空防御过程离散为多个阶段,并根据战场实时态势数据构建了DWTA的数学模型,提出了一种改进的粒子群优化算法,引入了武器转火时间窗等约束条件,在算法中考虑拦截概率和导弹耗费等多个指标。最后通过大量仿真实验,验证了粒子群算法进行多导弹目标分配的合理性和有效性。     

振子式简易冲击谱分析仪

一、引言在国防工业中,许多产品如火砲、舰艇、导弹、卫星等,其上的设备仪器,都要遇到各种不同的冲击环境。如火砲发射,舰艇受到深水炸弹的攻击,导弹发动机点火,级间爆炸分离等.为了制定产品仪器设备的冲击环境条件,首先必须将所测得的真实环境数据处理成冲击响应谱,冲击响应谱的分析方法是很多的.最早的是簧片仪,以后发展到使用模拟计算机及数字计算机,簧片仪的特点是简单、直观,但由于它是机械装置,故分析频率