火箭弹伸缩式翼片设计及展开过程研究

发布时间：2020-05-09 20:59

【摘要】：为了解决火箭弹增程技术的不足和局限,提出了伸缩式弹翼技术的火箭弹增程方案,对伸缩翼的结构及展开装置进行设计,并对伸缩翼展开过程中的驱动系统、运动学、动力学、结构强度和刚度方面的相关性能参数作了定性分析,从而为火箭弹增程性能的进一步完善提供了新的途径。本课题从实际出发,以飞机机翼形状为背景,利用翼型库软件导出升阻比较高的翼型,用简单可靠的压簧锁紧结构将各节翼壳装配一起,引用内弹道压力-时间的理论计算对驱动装置火药气体燃烧产生的推力大小运用Matlab进行仿真计算,并对伸缩翼推开过程的速度、位移、接触力、摩擦力利用动力学仿真软件Adams进行分析,得到它们随时间的变化关系,有助于对展开过程进行精确控制。利用有限元分析软件Workbench对设计的伸缩翼机构进行强度和模态分析校核,从而得到翼面展开过程中应力的分布,对翼片进行结构优化。对伸缩翼展开过程中所涉及的影响因素包括气体泄漏及展开速度引起的伸缩翼横向共振,进行理论计算及仿真分析,以便使伸缩翼可靠展开到工作状态及避免由于翼片共振引起的疲劳破坏。经仿真证明所设计的伸缩翼结构及运动学、动力学和强度可作为火箭弹伸缩弹翼的设计方案。本课题的研究实践表明采用计算机辅助设计编程和有限元分析、多体动力学仿真方法进行伸缩翼的设计开发不仅缩短了研发时间且产品投入减少,同时也有助于加强伸缩翼各性能方面的薄弱环节,为火箭弹滑翔增程提供一种新型的设计思路。
【图文】：

图 1.1 火箭弹弹道轨迹示意图弹添加伸缩翼后，伸缩翼在初始阶段处于弹体内部，这不仅减小了的摩擦力，还降低了发射要求。在主动段，依靠自身结构特点伸缩安装在战斗部壳体内，因此在主动段飞行过程中空气阻力明显减小得到有效提高，助推段将按曲线Ⅱ的弹道轨迹飞行。在0t 点主动段结惯性力飞行至 B 点。为了使火箭弹获得最大动能，在火箭弹发射离筒作用下快速飞行至 B 点，此时助推阶段结束，助推器本身成为冗余箭弹分离，使火箭弹获得较高的飞行速度，将按照惯性继续沿抛物 C 点，然后利用自身携带的控制器发出控制指令，，驱动燃气发生器缩翼按照设计的要求顺利展开到工作位置，并准确锁定，火箭弹将。由于伸缩翼对火箭弹气动力的改变，火箭弹将按照曲线Ⅱ的滑翔通过对图 1.1 中的两组弹道曲线进行对比，可以明显地看出，在主

中北大学学位论文控式伸缩翼增程技术发展现状控式伸缩翼发展现状面的变形使得气动力发生改变，满足了许多飞行任务的特殊要求，的热点方向。2003 年，美国最先启动伸缩翼的设计研究。洛克希折叠型机翼，如图 1.2(a)为由航空公司研究创新的蒙皮型机翼，如翼，其设计成本高，难度大，雷声公司已放弃研发。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ415

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李发美;;真理宣传类型论[J];湖南社会科学;1989年03期

2 张连城;展开过程揭示规律──一个值得研究的问题[J];小学语文教学;1996年03期

3 甄文强;姬永强;石运国;;导弹折叠翼展开过程的动力学仿真及试验研究[J];兵工学报;2016年08期

4 徐彦;关富玲;;可展开薄膜结构折叠方式和展开过程研究[J];工程力学;2008年05期

5 韩克良;关富玲;曹莉;付安俊;;充气膜结构展开过程仿真分析[J];建筑结构学报;2010年S1期

6 李晓晖;李怀念;吴俊全;;火箭弹折叠翼展开过程的计算与试验研究[J];航天器环境工程;2009年S1期

7 李团结;张琰;李涛;;周边桁架可展天线展开过程动力学分析及控制[J];航空学报;2009年03期

8 王桂玉;纵向折叠尾翼展开过程的分析[J];兵工学报;1984年04期

9 赵彦玲;赵志强;孙蒙蒙;崔思海;王鹏;苏相国;云子艳;;钢球展开过程球面点运动轨迹分析及实验验证[J];哈尔滨理工大学学报;2016年01期

10 马征;宁建国;马天宝;;展开型定向战斗部展开过程的理论计算与数值模拟[J];弹箭与制导学报;2007年01期

相关会议论文 前10条

1 陶成;;面向大天线展开过程的控制策略分析比较与设计研究[A];2014年可展开空间结构学术会议摘要集[C];2014年

2 胡腾;叶红玲;赵春华;;太阳翼簧片展开过程的动力学分析[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

3 卫剑征;苗常青;谭惠丰;杜星文;;空间充气展开结构展开过程仿真分析[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（下册）[C];2004年

4 杨雷;曲广吉;;有限段法用于卫星太阳翼展开过程动力学仿真的应用研究[A];2005全国结构动力学学术研讨会学术论文集[C];2005年

5 赵将;田强;胡海岩;;柔性自旋太阳帆展开过程动力学分析[A];2014年可展开空间结构学术会议摘要集[C];2014年

6 吴江;尹立新;杨黔龙;赵治华;任革学;;星载卷筒式展开机构的多体动力学建模[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

7 李志男;杨少伟;蔡志勤;;基于祖冲之类算法的剪式可展桁架展开过程动力学分析[A];第二届可展开空间结构学术会议摘要集[C];2016年

8 孙健;杨萱;;套筒式伸展臂展开过程中的强度仿真分析[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年

9 吴凯;张尚彬;蒋坤;钱丹丹;;栅格翼展开过程测力试验方法[A];中国空气动力学会测控技术专委会第六届四次学术交流会论文集[C];2013年

10 侯伟亚;胡椺;刘铖;;充气薄膜空间结构展开动力学研究[A];第九届全国多体系统动力学暨第四届全国航天动力学与控制学术会议论文摘要集[C];2015年

相关重要报纸文章 前1条

1 中国航天科技集团公司五院空间站系统总指挥 王翔;充气舱展开 天地协同功不可没[N];中国航天报;2016年

相关博士学位论文 前2条

1 卫剑征;空间折叠薄膜管充气展开过程气固耦合问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

2 程涵;柔性织物折叠建模技术及展开过程数值仿真研究[D];南京航空航天大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 程刚;火箭弹伸缩式翼片设计及展开过程研究[D];中北大学;2019年

2 信志涛;空间气囊在燃气作用下充气展开过程数值模拟[D];南京理工大学;2018年

3 王刚;薄膜充气结构的建模及展开过程仿真分析[D];西安电子科技大学;2012年

4 张佳兴;周边桁架可展开天线展开过程控制方法研究[D];西安电子科技大学;2013年

5 王峰;空间可展结构展开过程动力学分析[D];西安电子科技大学;2008年

6 展亚南;空间折叠充气管展开过程数值仿真研究[D];南京航空航天大学;2016年

7 纪斌;剪式可展桁架展开过程动力学分析[D];南京航空航天大学;2012年

8 孙丽娜;基于仿生原理的可展开结构设计[D];西安电子科技大学;2010年

9 姜智先;大型星载天线的多级伸展臂折叠展开设计与仿真[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 丁一凡;薄膜反射面结构折展方案设计与理论研究[D];东南大学;2015年

本文编号：2656727