基于MBSE的运载火箭动力系统关键子系统设计

动力系统是运载火箭提供动力和控制的重要系统。将基于模型的系统工程方法（Model-based Systems Engineering,MBSE）结合动力系统研制流程,能有效地应对运载火箭的复杂性,从而保证系统设计的一致性和完整性。通过基于模型的需求分析、架构设计和仿真验证,完成了补压子系统的设计,实现了基于模型的系统协同设计方法,对提升运载火箭系统设计开发效率等具有重大工程意义。     

基于ESO的运载火箭姿控喷管故障辨识设计及实现

针对基于喷管开关控制的运载火箭姿控系统故障,提出了一种基于控制效果的喷管故障辨识方法。在对特定喷管配置和轴对称运载火箭模型研究基础上,利用扩张状态观测器实时估计箭体所受的总力矩,进而根据估计结果进行故障判别和极性纠正。仿真结果表明,以ESO为观测器的故障辨识设计方法可有效判别出姿控喷管的极性故障,并能够通过策略设计进行极性纠正,具有较强的工程应用价值。     

基于模型的系统工程在导弹系统研制中的实践

信息化和智能化的系统中,多学科分化以及软件代码规模的指数增长,导致需求分析和设计错误增加、研制进度拖延、研制成本超支。分析了现有导弹系统研制中的问题成因,采用基于模型的系统工程(MBSE)方法论在V型程模型中以建模及仿真代替传统多级规范和试验。提出模型包含作战、系统、部件3个层次和性能、测试、设计3个视角,展示了按照系统建模语言创建的模型样例,提出了理想的MBSE过程活动、研制保障环境的组成和关键指标。结果表明：MBSE能够减少需求和设计错误,减少对飞行试验的依赖,降低研制成本,推动信息化智能化技术的发展。     

载人运载火箭惯性器件冗余管理中的精度控制技术

运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提出了基于惯性冗余信息故障诊断和信息融合的精度控制技术,并以其他火箭实际飞行故障案例进行仿真分析。仿真结果表明,提出的惯性器件冗余管理中的精度控制技术能有效判别故障信息,提高火箭入轨精度。     

2017年国外航天运载器发展分析

2017年,全球航天发射活动稳步增长,商业航天公司发射次数大幅提高。各国积极发展下一代大中型运载火箭、快速响应小型运载火箭和载人深空探索的重型运载火箭,继续研究和验证火箭动力、吸气动力的可重复使用运载器,并对2017年度国外航天运载器进行了回顾和分析,最后对2018年国外运载器的发展进行了展望。     

双组元液体火箭GTO运载能力评估方法

为了准确计算双组元液体推进剂运载火箭运载能力评估方法中的剩余可用推进剂折算系数,基于某运载火箭发射地球静止同步转移轨道（GTO）飞行任务,推导了末级剩余可用推进剂与运载能力对应关系,提出简化计算公式,并基于实际弹道计算程序对结果进行了数学仿真验证。结果表明：本文方法能有有效评估发射地球静止同步转移轨道飞行任务的剩余推进剂运载能力折算系数,该方法对于提升火箭运载能力评估的效率和准确性具有重要意义。     

新一代某型运载火箭捆绑机构对接特性研究

通过理论分析,得到新型运载火箭捆绑机构的对接特性,探讨了助推器与芯级对接距离与拉力的关系、周向可对接的范围,以及对接操作对于吊装精度、助推器姿态的需求。试验验证了理论分析的正确性,通过实际操作中出现的特殊现象,修正理论可对接范围值,保证试验操作模式的便捷有效。为新一代捆绑火箭的研制提供依据和参考,以保障超重型助推器顺利吊装对接及其全程安全。     

基于轨道倾角约束的小行星探测弹、轨道拼接设计研究

设计一个完整的小行星探测轨道方案需要分别对整条轨迹中的弹道段和轨道段进行优化并拼接。目前拼接设计方法中对弹道段终点约束考虑不足、设计效率低。基于实际弹道运算数据计算了指定运载火箭发射弹道对停泊轨道倾角的约束形式,并研究了火箭偏航能力和射向变化对弹道-轨道拼接后无量纲运载能力的影响。结果表明,算例中的健神星探测窗口不适合低轨道倾角发射弹道。考虑一般情况,高轨道倾角发射弹道可以更好适应飞出地球引力影响球的深空探测类任务需求。根据研究结果,提出了对未来深空探测运载火箭的设计需求。     

GEO卫星快速直接定点发射轨道策略研究

通过对地球静止轨道卫星发射方案进行研究,提出了基于运载火箭上面级定点发射GEO卫星方案,大幅缩短了GEO卫星定点发射任务周期。通过数值仿真验证方案可行性,并通过仿真计算,给出不同定点经度位置的发射弹道飞行周期,供工程设计参考。     

管路振动试验的低温防护

长征7号、长征5号运载火箭采用煤油/液氧、液氢/液氧等清洁能源作为推进剂,在环境保护、推力水平等方面得到长足的进步,对新型燃料火箭的发展提出了低温管路振动试验的需求。为了液氧/液氢温区管路振动试验的实现,需要对振动设备进行低温防护。从隔热装置、连接装置、防护装置3个方面对常温振动设备进行改进,满足管路低温振动试验的要求。采用低温防护措施后,完成了上百根低温管路的振动试验,为型号研制做出巨大贡献。振动系统的低温防护方法的成功经验可以为其它型号试验提供参考。     

基于模型的系统工程在机载武器发射系统应用研究

机载武器发射系统是军用航空器和机载武器之间的纽带和桥梁.将基于模型的系统工程(model based system engineering,MBSE)的研发思路和流程与机载武器发射系统应用相结合,通过需求分析、功能分析和系统设计综合对其进行应用分析,并对MBSE在机载武器发射系统的应用提出建议.试验结果表明,该研究对加快推进MBSE在机载武器发射系统的应用有一定的支持和工程意义.     

近距格斗导弹发射分离安全分析

载机在大机动条件下发射近距格斗导弹的安全性是导弹发射系统研制中的重要问题。基于近距离格斗导弹发射系统,分析了导弹发射时影响载机安全的主要因素;建立了导弹在轨上运动和自主飞行2个阶段的运动学、动力学模型;通过对导弹气动特性、轨上运动、自主飞行和起控时间的仿真分析,提出了载机机动发射近距离格斗导弹的基本条件,以及载机安全发射近距格斗导弹应采取的措施。     

运载火箭电气系统一体化设计方案

电气系统一体化设计就是电气系统总体的优化设计,该技术在飞机、卫星上已被广泛采用.目前运载火箭的设计思想和测试体制已不能满足未来运载火箭的要求.随着计算机技术、电子技术的发展,把箭上信息一体化设计、全箭供配电一体化设计、测试发控一体化设计等技术构成电气系统一体化设计成为可能.简介了运载火箭电气系统一体化设计方案.     

基于大型翼伞可控回收的箭体结构与分离方案设计

对于高密度发射的运载火箭,迫切需要采取对火箭改动最小,风险和装备成本最小的控制措施,显著减小火箭落区面积,规避重要基础设施,减小对落区社会生活的影响。以某运载火箭助推器为例,在考虑现有火箭的运载能力、载荷与力学环境、结构气动外形及内部空间的基础上,提出了一种基于大型翼伞可控回收的箭体结构与分离方案设计构思,主要包括大型翼伞分离方案设计、助推器头锥结构改进设计及助推器头锥内伞系统结构集成化设计等。该技术的开展有效减少了箭体结构分离过程的分离能源,简化了结构方案,降低了结构质量,为长征系列运载火箭可控回收工作奠定了基础。     

CZ-2F火箭逃逸系统

成功发射中国载人飞船的CZ-2F运载火箭上专门配备了保障航天员安全的故障检测处理系统和逃逸系统.本文简单介绍了逃逸系统的总体设计、气动设计、固体发动机设计、结构机构设计以及系统综合试验.     

运载火箭三通道调姿系统的设计和数学仿真

本文论述了运载火箭三通道大姿态的设计和数学仿真。首先建立了箭体全量，三通道运动模型，接着介绍了用多变量系统现代频域理论，进行调姿系统设计的基本思想和方法，最后以实例给出系统设计和数学仿真结果。     

载人航天运载火箭地面设备系统研制

介绍了载人航天运载火箭地面设备系统的组成、功能及研制过程中的设计策划、设计质量控制、设计验证及确认和发射场的使用概况;详细论述了地面设备关键技术--垂直运输、自动调平、变频调速、中频逆变电源、油气弹簧等的攻关情况及取得的成果.     

基于1553B总线的运载火箭控制系统分析

采用1553B总线技术实现运载火箭电气系统的信息一体化设计已成为运载火箭电气系统的设计方向.作为运载火箭电气系统的核心组成部分,控制系统采用1553B总线互联在设计上将具有许多新的特点.从系统的功能组成、拓扑结构设计、数据流分析和总线性能分析等方面对基于1553B总线的运载火箭控制系统进行了分析讨论.     

运载火箭发射综合训练系统的设计与实现

分析了航天发射模拟训练系统的现状，提出了运载火箭发射综合训练系统的设计思想，对系统功能与结构进行了总体设计，给出了系统实现的基本方法，展示了系统的典型仿真界面。     

某简易发射系统设计与发射动力学分析

为提高导弹发射安全性及降低成本,设计一种简易的地面发射系统,用于该导弹研制过程中的发射试验.采用模块化、通用化设计思路,分别对地面发射台架和发射装置进行介绍,基于多体运动学理论方法,建立地面发射系统动力学仿真分析模型,实现导弹倾斜发射,并对发射系统进行发射动力仿真分析.仿真结果表明:该发射系统方案可行,能够满足某型导弹的发射需求.