有效载荷分离安全性及包络分析

发布时间：2017-11-07 16:28

  本文关键词：有效载荷分离安全性及包络分析

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【摘要】：卫星、宇宙飞船等航天飞行器上执行具体任务的仪器或设备称之为有效载荷。通常有效载荷由运载火箭等搭载平台运送至相应的轨道,之后有效载荷会与连接结构解锁,并在分离能源作用下与火箭末级分离。在这个分离过程中,一个比较关键的问题是:如何才能够使分离过程在不发生碰撞和显著姿态变化的情况下安全进行。若分离后的有效载荷出现较明显的姿态变化,会导致其分离后的姿态控制困难,甚至无法在预定轨道上运行。有效载荷与运载火箭安全分离是最终有效载荷能够准确进入预定轨道的关键步骤。针对有效载荷与火箭末级能否安全分离的问题,基于ADAMS多体动力学仿真软件,建立了采用包带式连接结构的有效载荷分离系统模型,对解锁与分离过程进行仿真分析。主要研究内容有:1、对以分离弹簧为分离能源的有效载荷分离系统,建立了刚体动力学的牛顿—欧拉方程,运用MATLAB中的ode45求解器对动力学方程进行数值求解,将数值结果与ADAMS仿真分析结果进行对比,验证了分离模型的正确性。2、基于ADAMS多体动力学仿真软件,建立了有效载荷与火箭末级的包带式分离系统模型,研究了有效载荷质心偏移、分离弹簧刚度偏差和推力偏斜三种系统偏差对姿态角速率与分离速度的影响规律,并对包带预紧力对于分离结果的影响进行了仿真分析,以准确地模拟和分析有效载荷的分离状态。3、对有效载荷在质心偏移、分离弹簧刚度偏差及推力偏斜三种工况下的分离进行了包络分析,绘制了分离过程中有效载荷嵌入支架内部结构的包络,分析了各偏差对该包络的影响,给出实际装配过程中的改进意见来控制各偏差对有效载荷包络的不利影响。对包带进行了包络分析,研究了包带预紧力、拉伸弹簧力和限位弹簧刚度三个模型参数对包带包络的影响。
【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】：2016
【分类号】：V411.8
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本文编号：1153208