舰上弹射模拟系统设计及折叠舵展开动力学分析

发布时间：2020-05-18 13:28

【摘要】：由于现代军事作战对导弹的机动性和隐身性要求越来越高,以及对发射平台适应性的要求,导弹设计逐渐向具有折叠式舵面的方向发展。开展折叠舵在舰上发射及展开过程地面模拟研究,对折叠舵技术的研制以及后续广泛应用具有重要意义。对地面模拟弹射试验进行了探讨,设计了一套与真实舰载弹射装置相仿的,具有稳定平台的舰上弹射模拟系统,可模拟折叠舵舰上弹射发射及展开过程真实的发射状态。通过动力学仿真软件对折叠舵在舰上弹射模拟系统试验过程进行动力学仿真。分析了地面模拟弹射试验影响因数,认为弹射装置运动仿真、海浪干扰、带舵模拟舱静动力学分析及整个实验系统仿真是舰上弹射模拟系统的关键。采用地面模拟舰上弹射试验的思想,解决折叠舵展开过程中如何考核其关键性能指标问题,开展弹射系统方案设计,包括整个系统的基本功能、系统组成及试验流程等,对弹射模拟系统方案的原理、总体设计以及储能元件进行分析。采用六自由度平台模拟海浪干扰方法,对舰上弹射系统的稳定平台进行详细分析论证,通过软件仿真和实物试验对稳定平台稳定效果进行分析验证。采用三维软件对模拟舱建模,分析载荷作用下应力分布规律实现对模拟舱结构优化设计。利用ansys和adams软件对整个系统仿真验证,分析了系统在满足使用功能下的结构可靠性,针对弹射模拟系统试验的可行性,利用adams动力学软件对折叠舵在弹射模拟系统试验过程进行动力学分析。研究得出舰上弹射模拟试验系统可行,对其工程应用具有指导意义。
【图文】：

1.1 研究背景、目的和意义在现代战争中，由于作战需求重心逐渐转移向响应迅速、高效且反应实时性好，海军作战中出现了导弹的垂直发射技术，并逐渐成为一种发展趋势。但由于导弹的垂直发射技术涉及到结构设计、机械设计、控制算法等多方面的技术突破，需要在工艺技术及材料等方面达到创新，使该技术的发展存在相当大的难度。因此，只有极少数国家具有条件来完成导弹垂直发射技术的研究[1,2,3]。舰载导弹的特点决定其整个飞行过程都是在大气层中进行，因此它的飞行姿态控制主要依靠空气舵实现。将空气舵设计为折叠形式，其结构简单体积小，需要的储存空间也相对较少，同时还便于储存、运输和发射，被广泛应用于导弹上[4]。自上世纪七十年代以来，以美国为首的一些国家就对折叠翼式导弹进行了研制，如 GBU-12，，GBU-16 等。目前，采用折叠机构的导弹有美国的 BGM-109、Griffin、FGM-148、Hotmissle；以色列的 Spiker；俄罗斯的“白蛇”3M80、中国的鹰击反舰导弹。典型的折叠翼导弹如图 1-1 所示。

哈尔滨工业大学硕士学位论文折叠舵的研制提供理论依据及技术支持。 国内外研究现状.1 垂直发射技术垂直发射技术是一种应用于导弹发射上的关键技术[5]，具有反应速度快率高、结构简单可靠等特点。美国、英国、以色列等国已将垂直发射技导弹的研制工作中。美国海军的 MK-41 垂直发射系统（VLS）是一种由马丁玛丽埃塔公司前世界上最先进的导弹发射系统，如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ768;U674.703.5

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