火箭助推器回收分离过程仿真分析

发布时间：2023-11-11 18:36

　　近年来,随着各国对太空不断地开发和利用,火箭助推器回收技术成为了各国的研究热点,对火箭助推器进行回收不仅可以保护地面人员和建筑物的安全,还可以得到珍贵的试验数据和可重复利用的部件,降低火箭发射成本。因此,对助推器回收进行研究具有重要意义。本文首先根据助推器回收分离系统的工作流程,对系统各部分的受力情况进行了分析。在消化吸收了相关文献的基础上,建立了助推器回收分离系统力学模型,并分析了助推器所受气动力特点,计算得到了所需的气动数据。之后为便于分析助推器回收分离系统的动力学特性,根据实际工作情况对其进行了基本假设,推导了助推器回收分离系统的动力学方程,应用LMS软件建立了系统的动力学仿真模型,并对几何模型的建立、约束的创建和载荷的施加进行了详细论述。接下来以助推器回收分离系统为研究对象,对给定工况的整个回收分离过程进行了仿真计算,获得了系统的整个运动过程和相关运动量的变化规律。文中还分析了助推器初始速度、初始姿态、降落伞相关参数和风等因素对回收分离过程的影响。论文最后采用蒙特卡洛方法对助推器翼伞回收系统在飞行过程中受到多种随机干扰因素而导致落点发生偏差的问题进行了较为深入的研究,给出了各干...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 助推器回收分离系统力学模型
    2.1 助推器回收分离过程工作流程
    2.2 助推器各段受力分析
        2.2.1 端头帽受力分析
        2.2.2 头锥中段受力分析
        2.2.3 助推器主体受力分析
    2.3 助推器回收系统坐标系定义
        2.3.1 大地坐标系
        2.3.2 助推器连体坐标系
        2.3.3 端头帽连体坐标系
        2.3.4 头锥中段连体坐标系
        2.3.5 降落伞连体坐标系
        2.3.6 气流坐标系
    2.4 助推器回收降落伞模型
        2.4.1 降落伞选型
        2.4.2 降落伞的几何参数
        2.4.3 降落伞拉直模型
        2.4.4 降落伞充气模型
        2.4.5 降落伞气动力模型
        2.4.6 绳索模型
    2.5 助推器模型
        2.5.1 弹射器模型
        2.5.2 助推器气动力
        2.5.3 助推器气动计算
    2.6 本章小节
第三章 基于LMS的助推器回收分离多体系统建模
    3.1 模型基本假设
    3.2 助推器回收分离系统动力学方程
    3.3 基于LMS的仿真模型
        3.3.1 仿真分析流程
        3.3.2 几何模型
        3.3.3 创建构件
        3.3.4 创建约束
        3.3.5 施加载荷
    3.4 本章小节
第四章 助推器回收分离系统动力学仿真分析
    4.1 仿真计算参数
    4.2 助推器回收分离过程动力学仿真
    4.3 端头帽分离阶段影响因素分析
        4.3.1 稳定伞收口比影响分析
        4.3.2 稳定伞阻力特征影响分析
        4.3.3 助推器初始水平速度影响分析
        4.3.4 助推器初始下降速度影响分析
        4.3.5 助推器初始姿态影响分析
    4.4 头锥中段分离阶段影响因素分析
        4.4.1 减速伞收口比影响分析
        4.4.2 减速伞阻力特征影响分析
        4.4.3 减速伞收口时间影响分析
    4.5 风对助推器回收分离过程影响分析
    4.6 本章小节
第五章 助推器回收系统随机落点仿真分析
    5.1 蒙特卡洛方法及应用
    5.2 助推器翼伞回收系统干扰因素处理
    5.3 助推器随机落点仿真
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3863094