固体火箭发动机虚拟试验技术初探和应用

为改进固体火箭发动机传统试验模式存在的资源瓶颈、试验性能难以预示等问题,在固体火箭发动机试验与测试领域引入虚拟试验技术,设计并开发了固体火箭发动机虚拟试验基础系统;阐述了固体火箭发动机试验模型、试车架模型的建模方法,利用均匀设计方法分析影响内弹道数据的主要因素权重,以修正虚拟试验内弹道数据;针对某型号固体火箭发动机进行虚拟验证,试验结果表明,虚拟试验基础系统在一定程度上具有与真实固体火箭发动机地面试验相似的流程和功能,通过修正虚拟试验内弹道数据,进一步降低了虚拟试验结果与真实试验结果间的误差,为深入开展固体火箭发动机虚拟试验技术研究奠定了基础。     

固体火箭发动机自动回转系统的设计与实现

在对固体火箭发动机进行高能X射线照相检测的过程中,针对采用人工方式存在回转固体火箭发动机存在控制精度不高、人员辐射防护困难等问题,设计了一种基于OMRON CQM1H PLC的自动回转系统.系统具备手动和自动两种运行模式,实现了固体火箭发动机的远程、高精度和自动化回转控制功能.实际应用表明,系统稳定性好、可靠性高且易于维护,符合检测现场防爆安全和高可靠性的要求.     

固体火箭发动机点火过程力学响应数值仿真

针对发动机结构研究,在点火瞬态过程中的内压载荷与轴向过载共同作用下,使发动机结构安全性受到影响,为确保安全,推进剂药柱采用线性粘弹性模型,对固体火箭发动机进行了三维有限元分析。通过CAE软件的参数化设计语言编程,实现不同的轴向过载情况与改变药柱的局部结构,分别对发动机在点火瞬态过程中的应力、应变及位移场进行数值仿真,并明确以上各因素对药柱结构完整性的影响,为发动机的结构可靠性分析与寿命预估提供了一定的参考。结果表明,开缝式包覆层能有效地降低头部应力集中。     

固体火箭冲压发动机设计计算一体化

为了简化固体火箭冲压发动机的设计过程,减少工作量,基于ACIS几何造型平台开发了固体火箭冲压发动机的三维CAD软件,该软件能预估固冲发动机主要部件的结构尺寸和发动机性能并实现了图形的实时显示,使该系统可进行固体火箭冲压发动机总体方案论证.为了验证该软件设计结果的准确性,对某设计点的进气道和补燃室的流场进行了数值仿真.结果表明:数值仿真结果在一定程度上与设计值吻合较好,验证了设计方法的有效性.与国内相同类型软件相比较,该软件的性能计算准确性高,CAD图形处理能力强,实现了固体火箭冲压发动机的参数化设计、计算一体化.     

内蒙航天动力机械测试所

中国航天科工集团第六研究院六。一所(又名内蒙航天动力机械测试所)创建于1965年,是我国第一座大型固体火箭发动机地面试验基地。经过四十多年的发展,六。一所现建有500KN、800KN,3600KN试验台和1000KN高空模拟试验台,拥有国内先进的高过载试验台,     

基于PXI的六分力硬件测试系统设计与实现

为满足大吨位固体火箭发动机地面试验对测试的需求,对固体火箭发动机性能参数以及测试原理进行了深入的研究,组建基于PXI总线的发动机推力矢量、发动机燃烧室压力、发动机壳体变形量的综合测试系统;并搭建系统的硬件平台及软件平台;试验结果表明,该系统能够反映固体火箭发动机地面试验的健康状态,采集的特征参量满足技术指标,具有高可靠性和易操作性等特点,能成功用于固体火箭发动机地面试验中的各种测试需要。     

基于CATIA的固体火箭发动机系统中的三维参数化设计

为了提高固体火箭发动机系统的动态交互能力,方便用户直观地了解固体火箭发动机的内部结构,结合CATIA强大的三维建模能力,完成了该系统中最重要的三维参数化设计;以VC++为编程环境,运用CATIA自动化对象编程(V5Automation)提供的二次开发接口,实现了固体火箭发动机系统中的三维绘图模块,同时介绍了两种在VC框架内动态显示CATIA三维模型的方法;实践证明,该系统能够快速的确定固体火箭发动机外形尺寸、标志量等设计参数,为固体火箭发动机的初步设计提供有效的帮助。     

先进空空导弹最优中制导律研究

空空导弹使用的变流量固体火箭冲压发动机作为动力系统,具有优越于以往空空导弹的潜能.为提高导弹推力性能,以最大发挥变流量固体火箭冲压发动机的潜能,提高和优化先进空空导弹的中制导性能,提出时间-燃料综合最优作为中制导性能指标.对导弹最优中制导律的研究中,充分考虑了变流量固体火箭冲压发动机的工作特性和约束条件,并应用动态规划的方法,对中制导弹道及发动机工作调节参数进行了优化设计.研究结论表明:通过优化设计,可以大幅提高空空导弹的中制导性能.研究结果也可为变流量固体火箭冲压发动机工程设计提供参考.     

固体火箭发动机虚拟试验技术研究综述

试验测试是评估武器装备性能的重要技术,为解决传统试验方式存在的资源成本高、试验性能难以预示等问题,将虚拟试验技术与固体火箭发动机试验测试领域结合,以缩短发动机试验周期、降低测试费用、提高产品质量。基于固体火箭发动机主要试验测试方法的研究现状,重点介绍了固体火箭发动机虚拟试验的总体架构,阐述了虚拟试验中需要构建的模型和结果的校核验证,进一步展望了科研人员未来可挖掘的潜在研究方向。     

基于FPGA的推进剂药柱应变测试装置研究

固体火箭发动机工作于发射过载状态下,位于燃烧室内的推进剂药柱因承受惯性力作用产生一定的形变。为测试推进剂药柱在发射过载状态下的轴向应变响应特性,针对发动机装药结构、材质的特殊性,研制了一种基于FPGA的推进剂药柱大应变存储测试装置,解决了该环境下传统应变电测系统应用于装药应变检测过程中呈现出的数据捕获率低、非线性误差大等问题。装置采用FPGA芯片搭建主控模块,集信号调理、触发采集、存储等功能于一体,可安装于发动机内进行发射过载试验,实时完成装药应变响应信息的快速采集与存储。试验后回收装置,通过上位机提取测试数据,处理和再现装药应变时间历程曲线。     

基于图像处理的膏体推进剂火焰测温

膏体推进剂火焰温度测量对推进剂配方的研制及火箭发动机的设计具有重要意义.为了测试推进剂燃料温度分布,采用彩色CCD比色测温技术,设计了一种非接触式膏体推进剂火焰测温系统.利用黑体炉对测温系统进行标定,通过现场本生灯试验对测温系统进行精度检验,最后,对青体推进剂在开放空间内的燃烧火焰进行图像测温.结果表明方法简单可靠,基本满足青体推进剂火焰测温要求,由于系统拍摄图像实际上是火焰在CCD靶面上投影叠加的效果,对最终处理结果具有一定影响,方法仍有待改进.     

基于辩纤传感器与激光测距原理的物位检测系统设计

设计了一种对固体火箭发动机推进剂装药高度进行物位测量、显示以及预警的检测系统.系统采用了基于光纤传感器与激光测距原理的非接触式物位检测方案,使用光纤传导激光,使带电设备远离检测现场,在现场完全不带电的环境下,完成高精度物位检测;通过系统主控单元控制多个传感器可实现多点同步检测,从而能够在装药表面不是绝对平面的情况下得到...     

固体火箭助推器CAD系统软件的研究与开发

针对固体火箭助推器的设计问题,本文将CAD技术运用于火箭研制过程,结合无人机助推发射系统设计与仿真软件,探讨当前固体火箭助推器CAD系统发展现状与特点,研究固体火箭助推器CAD系统的组成与实现方案,开发一套固体火箭助推器设计与仿真系统软件。系统集成助推器结构设计、参数化绘图、数据库管理3个模块。系统具有友好的操作界面,推进剂模块与装药设计模块之间进行了关联,可有效完成助推器产品管理,只需输入少量数据,便可快速构造助推器,为助推器方案论证提供了有力工具。     

固体火箭发动机振动试验夹具优化分析与研究

通过相同激励条件下对3种典型振动试验夹具进行宽频段随机振动试验分析,发现夹具在试验频段内出现不同程度的共振现象,过试验现象严重;通过3种典型振动试验夹具质量、一阶固有频率、位移变化量及应变变化量等数据对比、分析,得出影响振动试验夹具振动传递特性的主要因素,以影响因素为优化变量,以典型部位平均响应与输入的振动传递比为优化目标,进行拓扑优化设计,最终经过夹具振动试验验证,过试验情况得到有效控制,满足相关规范要求,为固体火箭发动机振动试验控制提供保障。     

光纤传感器与激光测距的物位传感器设计

以固体火箭发动机推进剂装药物位检测系统研究为背景,采用基于光纤传感器与激光测距原理的非接触式物位检测方案,使用光纤传导激光,使带电设备远离检测现场,可以在检测现场完全不带电的情况下实现高精度物位检测。系统通过主控单元可以控制多个传感器实现多点同时检测,从而能够在装药表面不是绝对平面的情况下得到更为可靠的检测结果。     

时间和幅值相结合的超声检测系统的设计与实现

倘若固体火箭发动机推进剂自身结构存在固有缺陷,极易出现故障,甚至发生意外事故,为此设计了一套超声检测系统,降低了缺陷的误判及漏检,极大地提高了推进剂质量检测的效率和准确性;系统基于脉冲反射回波原理进行检测,具有程好的通用性;采用时间和幅度双特征量的缺陷检测方法,提高了检测的灵敏度;提出一种优化中值滤波算法对超声信号进行降噪处理;文章给出了超声检测系统的硬件框图及超声信号处理方法,并通过计算机软件编程将检测结果以图形界面方式展现在用户面前;本系统在应用中取得了良好效果.     

运载火箭推进剂利用地面测控系统的设计与实现

推进剂利用地面测控系统是运载火箭推进剂利用系统的重要子系统,它由若干地面测试及网络通讯设备组成,通过系统测试用以检查相关箭上产品工作状态,确保火箭成功发射;该系统采用计算机技术、可编程控制器技术和网络通讯技术实现控制指令的远程传输及测试数据的快速处理,可以适应远距离测试的需要,并极大提高了系统测试的自动化水平;此外,系统具备计算机、PLC两种测控方式提高了测试的可靠性,能够胜任运载火箭测试及发射任务使用;该系统已成功应用于我国某型运载火箭.