基于ADAMS的内装式空射运载火箭分离过程动力学分析

为初步论证内装式空中发射运载火箭总体方案,利用动力学仿真软件ADAMS和实体建模软件Solidworks联合建立了载机、运载火箭、稳定伞等样机的实体模型;对分离过程中三者的受力情况进行了详细分析,并建立了动力学仿真所需要的动力学方程;对样机进行动力学仿真,验证样机建立正确合理,从而为空气动力仿真提供了一种新的方法。     

内装式空中发射运载火箭点火状态多目标优化

针对内装式空中发射运载火箭状态空间广泛的特点,提出基于粒子群优化算法的空中发射系统的多目标优化方法。定义了以箭机分离时载机的姿态角、稳定伞的阻力特征、运载火箭点火时的角速度为自变量的粒子群广义位置和广义速度。建立了以箭机安全距离、运载火箭有效动能与耗能的比值、运载火箭控制机构耗能为变量的多目标优化模型。利用MATLAB软件计算优化模型,分析优化结果,证明适用于解决空中发射系统的优化问题。     

基于数值仿真的火箭箭体气动特性分析

为了分析内装式空中发射运载火箭在箭体脱离载机后的气动特性。应用CFD软件进行了运载火箭三维湍流流场结构分析,在此基础上就火箭箭体的迎角变化对流场结构的影响进行了数值模拟。通过数值模拟得到了不同迎角时运载火箭的气动参数、箭体的压力云图、流场结构;绘制了火箭的力与力矩系数曲线,确定了流场在火箭扰流时的特征。通过分析,明确了火箭气动特性对空中发射系统设计的影响。     

内装式空中发射运载火箭爆炸安全性分析

采用内装式空中发射运载火箭技术,载机与运载火箭的分离过程时间短,箭机距离近,整个过程需充分考虑载机与火箭的安全性,其中火箭的爆炸是影响安全性的一个重要方面。文中基于爆炸相似理论,建立了以爆炸波冲压、载机表面过载等为变量的目标函数,结合火箭初始弹道动力学方程,得到了爆炸冲击波阵面压力随冲击波传播距离的变化曲线和特殊超压值时的箭机位置关系表,确定了安全距离,可以为空中发射试验和发射任务圆满完成提供一定的安全性理论基础。     

基于ADAMS和MATLAB的空投火箭联合仿真研究

为了有效模拟空中发射运载火箭过程和提高其安全性,搭建了空投火箭的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立运载火箭、载机以及阻力伞的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件ADAMS中,并对其进行动力学以及运动学仿真;最后通过MATLAB与ADAMS的接口模块ADAMS/Control,利用MATLAB/Simulink模块搭建火箭的气动数据计算系统以及联合仿真的控制系统,实现基于MATLAB和ADAMS的空投火箭联合仿真。仿真结果验证了该方法建模的正确性和可行性。     

内装式空射运载火箭与载机分离过程的纵向飞行品质研究

为了掌握空中发射运载火箭分离过程中载机的纵向飞行品质,基于载机重心位置的变化特点,建立了纵向无量纲的线化小扰动状态方程,利用时域分析的方法对长、短周期模态特性进行了数值模拟,对照飞行品质规范与准则确定了飞行品质等级。结果表明随着运载火箭向后移动,短周期模态的飞行品质由等级1下降到等级2;长周期模态仅满足等级3要求。可见分离过程严重影响了载机的飞行品质,需要进一步采取措施提高载机的飞行品质和安全性。