An architecture decomposition method of pneumatic catapult system based on OPM and DSM

The architecture strategy of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) pneumatic launch system should continue to evolve to adapt to complex and variable operating environments. Architecture representation, decomposition perspective, and cluster analysis play a vital role in the early phase of system architecture development. In order for the system to emerge anticipated and desirable intrinsic functional properties, an architecture decomposition method based on the Object-Process Methodology (OPM) and Design Structure Matrix (DSM) is put forward in this paper. The OPM is proposed to model the UAV launch process formally, and the matrix representation of the architecture of the pneumatic launch system is established. After the extension of the definition and operations of DSM, with the Idicula-Gutierrez-Thebeau Algorithm plus (IGTA + ) clustering algorithm, the transformation of the pneumatic launch system architecture from process decomposition to function decomposition is demonstrated in this paper. The analysis shows that the architecture decomposition of the pneumatic launch system meets the functional requirements of stakeholders.     

磁阻型电磁发射系统的发射体形态优化研究

根据磁阻型电磁发射原理及驱动线圈内部磁场分布情况,推导了基于线性化电感的发射体运动模型,给出了一个用于计算发射体在线圈中的受力和加速情况的简化方法,并归纳了部分影响因素。使用ANSYS Maxwell仿真软件对不同形状发射体在线圈中的受力变化进行仿真分析。研究结果为实际磁阻型电磁发射中应用的发射体形状设计提供了参考。     

小型固体运载火箭六自由度弹道仿真

针对控制系统采用侧喷流发动机和栅格舵的新型小型多级固体运载火箭开展六自由度弹道仿真研究。给出侧喷流发动机安装模型和推力模型以及开关机控制规律,阐明气动力和气动力矩计算方法;并建立了固体发动机推力模型,以及完整的六自由度弹道动力学和运动学模型。仿真结果表明:建立的六自由度弹道仿真模型能正确反映运载火箭飞行特性;研究的固体运载火箭满足将300kg有效载荷送入200km太阳同步轨道的运载能力要求;姿态控制系统满足运载火箭姿态控制精度要求;侧喷流推进剂质量分配合理,为总体方案论证和初步设计提供了理论依据。     

文献《Atlas V Development—Overview of Dynamics Testing》点评

文章对《Atlas V运载火箭的研发——动力学试验概况》一文的技术内容进行了较全面的阐述,对Atlas V研制过程中所涉及的降低发射风险的系统工程方法,减少起飞振动方面的技术工作、声载荷及声环境的试验验证方法,模态和刚度试验技术及动力学试验计划纲要等动力学环境试验内容与特点进行了较为详细的分析与点评,并在此基础上提出了利用混响室激励方法开展全尺寸运载火箭模态试验的建议。     

运载火箭数据总线技术发展概述

随着航天技术的迅猛发展,运载火箭1Mb／s的数据传输带宽已无法满足越来越大量的信息数据传输应用需求,发展高速数据总线势在必行。为适应新型运载火箭数据传输需要,通过对现今国内外航空、航天器应用的数据总线进行研究,对各类数据总线的性能和特点进行对比分析,并依据运载火箭控制系统的功能、性能要求,初步认为光纤通道总线是下一代运载火箭数据总线的首选,提出今后运载火箭应用光纤通道总线尚需开展的主要工作。     

EESS应用于舰面舱口盖除冰的可行性分析

现有的舰面露天甲板的除冰方法往往需要消耗大量的电力,有时还要用一些人工方法来辅助除冰。而排水孔和疏水管道都极易结冰,常用的融冰方法在甲板上很可能重复结冰,难以达到除冰效果。文中,作者借鉴美国成功应用于飞机机翼前缘除冰的一种设备EESS,该设备功率消耗小,除冰更有效,可靠性更高,改装更方便,生产及维护费用低。作者在文中对EESS应用于舰面舱口盖除冰的可行性进行了分析。     

可重复使用运载器的耐坠毁缓冲装置的设计优化

针对采用四腿式着陆支架的可重复使用运载器,提出一种油气-蜂窝两级缓冲的新型耐坠毁缓冲装置,常规油气缓冲器实现重复使用,危险工况下蜂窝缓冲器实现耐坠毁功能。建立了运载器着陆动力学模型,给出了运载器着陆的四种极限工况及铝蜂窝压溃载荷的求解方法,基于径向基(RBF)代理模型,采用多学科协同优化方法,对多工况下运载器两级缓冲装置设计参数进行了优化。结果表明,多学科协同优化方法有着较好的准确性,优化后运载器的最大过载和缓冲支柱载荷峰值均得到降低。最后,对比了单独油气缓冲器与两级耐坠毁缓冲装置下运载器的着陆响应,结果表明,使用两级耐坠毁缓冲装置在降低运载器最大着陆过载和缓冲支柱载荷峰值上有着较为明显的优势。     

移动质量作用下膨胀波发射装置的振动响应分析

为研究膨胀波发射装置的振动响应, 根据膨胀波发射装置的发射机理及结构特点, 将弹丸及惯性炮尾视为移动质量, 考虑两者刚性运动与发射身管弹性振动间的耦合作用, 联立膨胀波发射装置内弹道方程, 建立了计及弹丸及惯性炮尾实际运动规律的动力学方程.通过离散求解, 给出了膨胀波发射装置发射过程中身管的振动响应及炮口位置处的运动学效应, 为提高弹丸射击精度及与机身的一体设计提供了必要的理论参考.      

基于量子海鸥算法的运载火箭回收舱段时差定位方法

火箭回收舱段的准确定位是实现运载火箭可重复使用的关键技术之一。针对运载火箭回收舱段飞行轨迹的特点,基于多站到达时间差(TDOA)无源定位原理,通过在回收舱段上加装主动辐射源设计了火箭回收舱段定位系统。将时差非线性定位方程求解问题转化为时差似然函数的极值优化问题,通过引入量子编码理论、混沌映射和遗传反向学习机制改进海鸥算法(SOA),将其用于搜索回收舱段最优定位信息。仿真结果表明:改进的量子海鸥算法在火箭回收舱段定位解算的早期收敛速度、定位精度、全局搜索能力等方面均优于传统Chan算法和标准海鸥算法。     

基于参数化轨迹的TAEM段在线制导方法

针对可重复使用运载器末端能量管理阶段的在线轨迹生成与制导问题,研究了一种基于参数化轨迹描述且不依赖在线积分推演与气动辨识的三维轨迹预测-校正制导算法。首先,设计了由动压上边界、下边界和最大能量边界构成的动压包线,由一个参数对包线内的动压剖面进行描述,采用离线计算的方式预先获得飞行航程随动压剖面参数、倾侧角和能量高度变化的关系并存为三维数表。随后,根据当前状态和地面航迹参数计算得到各飞行阶段地面航程信息,在待飞航程的预测中,考虑侧向机动的航程损失和模型偏差影响,采用分段查表和在线估计航程修正系数的方法对预测航程进行了两次修正。最后,研究了约束条件下的多轨迹参数连续更新策略,以保证消除航程偏差的同时轨迹具有适宜性。仿真结果表明,该方法对于初始位置、能量状态散布不敏感,其末端位置控制精度保持在米级。完成单次轨迹预测-校正的时间不超过2.3 ms,拥有较高的在线预测效率,对突发故障造成的模型偏差具有较强的适应能力。