运载器—分离体分离过程耦合动力学仿真分析

发布时间：2020-04-30 13:36

【摘要】：运载器-分离体系统的空中分离在工程中具有广泛的应用,比如载机-空投物资、载机-空射火箭、乘波体舱-巡弋飞行器等,因此对运载器-分离体系统的分离动力学研究具有重要的意义。首先,在分析了运载器-分离体系统空中分离工作过程和特点的基础上,建立了运载器-分离体系统的力学模型,根据运载器-分离体系统分离的三个阶段,分别分析了系统的约束关系,以及牵引稳定伞、运载器和分离体的受力情况。其次,推导了运载器-分离体系统的多体动力学方程,应用ADAMS软件建立了运载器-分离体系统的仿真模型,定义了约束关系和受力情况,编写了ADAMS用户子程序,实现了复杂气动力的添加,并通过二次开发建立了用户界面,实现了模型的参数化。最后,以某运载器-分离体系统为研究对象,针对工程给定的工况详细模拟了系统的整个分离过程,对比分析了运载器-分离体的耦合作用对系统夹角、冗余及出舱所用时间的影响,文中还讨论了牵引稳定伞阻力特征和系统初始飞行状态对分离体点火状态的影响。本文得到的有关结果和结论对运载器-分离体系统的分离过程设计具有重要的指导意义和工程应用价值。
【图文】：

第一章 绪论研究背景上世纪 60 年代，各洲际弹道导弹的研制成功促使人类进入了高超声速飞行器时速飞行器能够规避现有国家反导系统的拦截且现代雷达设备难以分辨高超声速飞近 30 年来，世界各航空航天大国纷纷加入了研制高超声速飞行器的队伍，以抢的优势。随着航空航天事业的飞速发展，各种飞行器的研制不断取得新成果，且愈加趋向超声速飞行发展，这对于战术部署及信息侦查等有着极大的战略意义。超高空、高很大程度上受飞行器发动机性能及燃料装载空间的限制，大多数传统飞行器不能起降的方式实现超高空、高超声速飞行，更不用说满足超远距离巡航的要求。因期的 银鸟 空天轰炸机方案被重提，最为典型的代表是美国 X-43A 无人试验一架经过改造的 B-52 载机携带到 12km 高空，随后与载机分离，空中启动自身发加速到超过 10000km/h 的速度，继续爬升到 33.5km 的超高空。

箭重量最大为 32.7t，，开伞速度最大为 104m/s[5-7]。Air Launch 公 猎鹰 计划的空射方案。)美国 快速抵达 (b)美国 猎鹰 计图 1.3 美国空射方案LSET(air launch system enabling technology)计划[8-9]于 2009 年 及其相关技术，最终实现快速空中发射的商业化，并通过空中级别的有效载荷在 24h 内送入低地球轨道。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V211

【参考文献】

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本文编号：2645819