导弹整流罩轴向分离仿真研究
发布时间：2021-04-15 06:11
整流罩是导弹与火箭的重要结构,在飞行过程中负责保障运载器的良好气动外形并保护有效载荷免受外界环境的影响。整流罩的分离系统能否正常工作对导弹的发射任务至关重要。近年来,由于国防事业的发展需要,导弹的尺寸与运载能力在迅速提升,随之而来的是整流罩尺寸增大,使其抗变形能力下降。导弹整流罩一般采用轴向整体分离的方式,在分离过程中整流罩与下面级弹体会存在较长的重合距离,整流罩的弹性变形与二者的相对姿态变化均会引起整流罩的安全空间减小,增加了与弹体发生碰撞的危险。由于整流罩高空分离的实验装置需要大型真空罐来模拟高空环境,目前我国所造真空罐的尺寸无法满足整流罩分离实验的要求。而在地面进行实验会受到空气阻力与重力等因素的影响,实验数据不能真实反映高空条件下的分离特性。因此,对整流罩的分离过程进行计算机仿真就可以为技术人员提供重要参考数据。本文针对导弹整流罩的轴向分离过程,分别建立刚体模型、有限元模型与多柔体动力学模型进行仿真分析,研究整流罩分离后与下面级的相对运动情况和结构变形特征。首先,利用牛顿-欧拉方程建立整流罩轴向分离的多刚体模型,并计算求解,得到分离体的理论分离特性。并利用ADAMS软件进行验证...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M-54A3空射导弹头罩分离导弹整流罩的尺寸在随着其运力的提升不断增加，加之新型复合材料的使用
研究现状究方面，国外学者多针对整流罩分离过程中某一具体结合试验数据来验证理论模型。Titan Ⅳ导弹整流罩在气体推力将整流罩推离弹体，S.-C.Cheng 对该导弹的整，针对分离时爆炸装置起爆的热动力学过程与爆炸后气罩的柔性结构，建立了整流罩分离时的气体推力-结构，该模型能够准确反映整流罩的分离运动规律[16-17]。仿真方面，国外学者一般利用 ADAMS 软件中的 ADA罩进行柔性处理，这样可以利用柔性体模型获得整流罩 软件可以与 MSC.NASTRAN 有限元求解器相结合对整流应用上述软件对 Ariane Ⅴ运载火箭的整流罩分离特性能在分离间隙只有 0.05m 的情况下安全分离[18]。国外ter Wegner 等人利用有限元软件对 Minotaur 导弹的整流究，对格栅结构中加强肋与蒙皮连接处的失效模式进行试进行验证[19]。
图 1-3 长征二号 E 火箭整流罩地面试验和真空分离示意图在工程应用方面，长征二号 E 型运载火箭（如图 1-3）在地面普通大气环境下进行了分离试验，整流罩直径为 4.2m，采用“平移-翻转”的分离方式，利用火工装置爆炸破坏连接结构，爆炸力会造成整流罩 15mm 的平移运动，随后在弹簧的作用下绕连接机构翻转直至脱离箭体，且试验结果与理论分析保持一致[32]。1.2.3 国内外研究状况小结总体来看，国外对于整流罩分离过程的研究比较先进，在理论研究方面会针对分离过程中某一特定动作进行建模分析，探究其对分离全过程的影响，并结合试验测试数据进行验证，来对模型进行一定的修改，研究内容比较细致。在试验方面，利用大型真空罐等先进试验设备，可以较为真实地模拟整流罩的分离过程，形成了“理论—仿真—试验”的研究思路，体系十分完善。但是导弹涉及国防行业，所以分离技术属于关键敏感的核心技术，很难查询到公开的研究资料。在公开的文献中，关于整流罩地面试验的研究十分稀少，且对很多细节阐述得不够清晰，这为国内的相关研究工作带来了一定的困难。目前，受相关条件的限制，国内对于此类问题的研究尚不如国外成熟，但是
【参考文献】：
期刊论文
[1]导弹弹性导向分离机构仿真分析[J]. 田浩,李慧通,李海月. 上海航天. 2015(04)
[2]大型整流罩分离动力学简化建模及仿真分析[J]. 李哲,范学领,孙秦,万小朋. 固体火箭技术. 2012(05)
[3]结构变形对整流罩分离轨迹的影响[J]. 龙垚松,蒋跃文,叶正寅. 计算机辅助工程. 2011(04)
[4]一种新型弹体结构的导弹分离动力学建模与仿真[J]. 王志刚,李伟. 科学技术与工程. 2010(14)
[5]大型弹性整流罩分离特点分析[J]. 马忠辉. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(03)
[6]特大型空间环境试验设备的超高真空获得技术[J]. 黄本诚,刘国青,成致祥,张春元. 真空科学与技术. 2001(01)
[7]卫星整流罩设计与“三化”[J]. 李耀民. 导弹与航天运载技术. 1999(02)
[8]长征二号E火箭有效载荷整流罩分离技术[J]. 李长纯. 中国航天. 1992(09)
[9]阿里安4卫星整流罩的分离特性预示[J]. P.A.VILLALAZ,谭宗愚. 国外导弹与航天运载器. 1987(02)
博士论文
[1]潜射弹道导弹分离动力学及逆问题研究[D]. 李慧通.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]基于模态综合法的整流罩分离仿真技术研究[D]. 余越.大连理工大学 2015
[2]大型整流罩分离仿真研究[D]. 艾森.大连理工大学 2015
[3]导弹分离影响参数灵敏度分析与输入参数辨识研究[D]. 李海月.哈尔滨工业大学 2014
[4]火箭整流罩分离过程仿真分析[D]. 张大利.哈尔滨工业大学 2013
[5]某分离导向机构动力学仿真研究[D]. 李春洪.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于FLUENT和ADAMS的导弹分离联合仿真分析[D]. 李艳军.哈尔滨工业大学 2012
[7]基于多因素的分离过程仿真与偏差辨识研究[D]. 李慧通.哈尔滨工业大学 2012
[8]飞行器整流罩分离的动力学模拟及可靠性分析[D]. 崔奇.哈尔滨工业大学 2011
[9]巡航导弹锥形头罩分离仿真分析[D]. 赵晓慧.国防科学技术大学 2009
[10]基于模态综合法的雷达天线机构柔体动力学仿真研究[D]. 朱大炜.上海交通大学 2007
本文编号：3138801
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M-54A3空射导弹头罩分离导弹整流罩的尺寸在随着其运力的提升不断增加，加之新型复合材料的使用
研究现状究方面，国外学者多针对整流罩分离过程中某一具体结合试验数据来验证理论模型。Titan Ⅳ导弹整流罩在气体推力将整流罩推离弹体，S.-C.Cheng 对该导弹的整，针对分离时爆炸装置起爆的热动力学过程与爆炸后气罩的柔性结构，建立了整流罩分离时的气体推力-结构，该模型能够准确反映整流罩的分离运动规律[16-17]。仿真方面，国外学者一般利用 ADAMS 软件中的 ADA罩进行柔性处理，这样可以利用柔性体模型获得整流罩 软件可以与 MSC.NASTRAN 有限元求解器相结合对整流应用上述软件对 Ariane Ⅴ运载火箭的整流罩分离特性能在分离间隙只有 0.05m 的情况下安全分离[18]。国外ter Wegner 等人利用有限元软件对 Minotaur 导弹的整流究，对格栅结构中加强肋与蒙皮连接处的失效模式进行试进行验证[19]。
图 1-3 长征二号 E 火箭整流罩地面试验和真空分离示意图在工程应用方面，长征二号 E 型运载火箭（如图 1-3）在地面普通大气环境下进行了分离试验，整流罩直径为 4.2m，采用“平移-翻转”的分离方式，利用火工装置爆炸破坏连接结构，爆炸力会造成整流罩 15mm 的平移运动，随后在弹簧的作用下绕连接机构翻转直至脱离箭体，且试验结果与理论分析保持一致[32]。1.2.3 国内外研究状况小结总体来看，国外对于整流罩分离过程的研究比较先进，在理论研究方面会针对分离过程中某一特定动作进行建模分析，探究其对分离全过程的影响，并结合试验测试数据进行验证，来对模型进行一定的修改，研究内容比较细致。在试验方面，利用大型真空罐等先进试验设备，可以较为真实地模拟整流罩的分离过程，形成了“理论—仿真—试验”的研究思路，体系十分完善。但是导弹涉及国防行业，所以分离技术属于关键敏感的核心技术，很难查询到公开的研究资料。在公开的文献中，关于整流罩地面试验的研究十分稀少，且对很多细节阐述得不够清晰，这为国内的相关研究工作带来了一定的困难。目前，受相关条件的限制，国内对于此类问题的研究尚不如国外成熟，但是
【参考文献】：
期刊论文
[1]导弹弹性导向分离机构仿真分析[J]. 田浩,李慧通,李海月. 上海航天. 2015(04)
[2]大型整流罩分离动力学简化建模及仿真分析[J]. 李哲,范学领,孙秦,万小朋. 固体火箭技术. 2012(05)
[3]结构变形对整流罩分离轨迹的影响[J]. 龙垚松,蒋跃文,叶正寅. 计算机辅助工程. 2011(04)
[4]一种新型弹体结构的导弹分离动力学建模与仿真[J]. 王志刚,李伟. 科学技术与工程. 2010(14)
[5]大型弹性整流罩分离特点分析[J]. 马忠辉. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(03)
[6]特大型空间环境试验设备的超高真空获得技术[J]. 黄本诚,刘国青,成致祥,张春元. 真空科学与技术. 2001(01)
[7]卫星整流罩设计与“三化”[J]. 李耀民. 导弹与航天运载技术. 1999(02)
[8]长征二号E火箭有效载荷整流罩分离技术[J]. 李长纯. 中国航天. 1992(09)
[9]阿里安4卫星整流罩的分离特性预示[J]. P.A.VILLALAZ,谭宗愚. 国外导弹与航天运载器. 1987(02)
博士论文
[1]潜射弹道导弹分离动力学及逆问题研究[D]. 李慧通.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]基于模态综合法的整流罩分离仿真技术研究[D]. 余越.大连理工大学 2015
[2]大型整流罩分离仿真研究[D]. 艾森.大连理工大学 2015
[3]导弹分离影响参数灵敏度分析与输入参数辨识研究[D]. 李海月.哈尔滨工业大学 2014
[4]火箭整流罩分离过程仿真分析[D]. 张大利.哈尔滨工业大学 2013
[5]某分离导向机构动力学仿真研究[D]. 李春洪.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于FLUENT和ADAMS的导弹分离联合仿真分析[D]. 李艳军.哈尔滨工业大学 2012
[7]基于多因素的分离过程仿真与偏差辨识研究[D]. 李慧通.哈尔滨工业大学 2012
[8]飞行器整流罩分离的动力学模拟及可靠性分析[D]. 崔奇.哈尔滨工业大学 2011
[9]巡航导弹锥形头罩分离仿真分析[D]. 赵晓慧.国防科学技术大学 2009
[10]基于模态综合法的雷达天线机构柔体动力学仿真研究[D]. 朱大炜.上海交通大学 2007
本文编号：3138801
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