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宇航总体技术
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双月刊

宇航总体技术/CSTPCD
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    运载火箭基于模型的系统工程研究

    杨小龙聂蓉梅
    1-7页
    查看更多>>摘要:阐述了航天系统工程概念的来源和实践方法,对基于模型的系统工程(Model Based Systems Engineering,MBSE)概念及其发展现状进行了综述.结合运载火箭的数字化研制进展,提出了运载火箭基于模型的系统工程设想及其可能产生的效益,分析了需要解决的关键技术、存在的问题与挑战,对未来发展进行了展望.

    系统工程建模与仿真数字化

    基于非线性有限元的网套补偿器轴向刚度特性及计算方法研究

    王亚军陈鼎铭方红荣贺启林...
    8-19页
    查看更多>>摘要:网套补偿器在航天管路系统中广泛使用,补偿器的轴向刚度是其基本力学参数,然而其复杂的微结构特征使得轴向刚度呈现强烈的非线性.为实现对网套补偿器轴向拉伸全过程的仿真计算,从钢丝网套入手,基于钢丝的螺旋梁模型,分析了轴向长度、螺旋角及网套直径对轴向刚度的影响,结果表明轴向长度和螺旋角将显著影响轴向刚度;分析了边界条件的影响,结果表明在计算轴向刚度时固定边界与约束径向位移的循环边界可以互换.结合网套刚度分析的结论,提出了基于接触关系的子网套刚度分析方法,解释了拉伸时轴向刚度非线性变化原因,进一步建立了 2/N波纹管-螺旋梁复合模型以及2/N单波-单锭螺旋梁复合模型用于不同刚度阶段的有限元计算.算例结果表明,仿真获得的力-位移曲线与试验曲线一致性较好,高刚度阶段的轴向刚度误差为3.40%.

    补偿器轴向刚度非线性有限元

    猎鹰9号火箭发射及箭体复用的分析

    刘敏华
    20-27页
    查看更多>>摘要:猎鹰9号火箭截至2023年年底已完成286次发射.对猎鹰9号火箭特别是Block5版本火箭的发射情况进行了完整梳理统计,重点分析了一级箭体的复用情况以及发射、回收的相关能力保障,对火箭的经济性和未来前景作了预测.

    猎鹰9号火箭一级箭体重复使用

    基于实时可达域的高速飞行器分组队形优化

    李宇航张兵姜利王智...
    28-37页
    查看更多>>摘要:无动力高速飞行器作为欠驱动系统,在进行编队飞行队形优化时需系统地考虑其控制特点.借助"实时可达域"这一概念,在分析高速飞行器实际可到达区域的基础上,考虑集群成员数量变化以及实际集群包含多个任务小组的情况,提出一种适用于高速飞行器集群的分组动态队形优化方法.仿真结果表明提出的队形优化方法可对队形形状和参数进行一体化优化,可灵活适应多种飞行任务,同时也适用于集群成员数量发生变化的队形重构问题,具有重要应用价值.

    实时可达域队形优化队形重构高速飞行器集群改进遗传算法

    火箭结构估重与总体优化设计的数字化实现及应用

    徐倩顾名坤容易张薇...
    38-47页
    查看更多>>摘要:火箭新型号总体方案论证时,一般借鉴国内外相近规模和相同推进剂火箭的结构系数进行类比确定子级结构系数,按照比例系数分配贮箱和壳段等部段的质量,但该质量分配不能反映载荷对结构设计的影响,在细化迭代设计中易造成方案无法闭环,导致设计工作反复.为了加快总体方案论证,提出一种基于载荷的箭体结构快速估重方法,开发形成结构估重数字化模块并嵌入总体设计平台.应用案例表明,提出的数字化估重平台能够有效提高估重精度,同时显著缩短论证周期,兼具总体方案比较和优化、全箭质量管理等功能,能有效降低方案推翻重新设计的风险,在新型号总体方案论证中发挥了重要作用.

    方案论证数字化实现结构估重优化

    面向飞行器自主导航的铱星/星链星座覆盖性及可见性分析

    沈利荣毛嘉刘智惟李慧...
    48-57页
    查看更多>>摘要:针对低轨星座机会信号导航中单星座构型和可见星数无法同时满足高精度、高可用性的难题,基于铱星、星链轨道参数,建立了单星座和混合星座模型,探究了各个星座覆盖重数、覆盖率及飞行器对上述星座的可见性.研究结果表明:飞行器可见星数随飞行高度增加而减少,随飞行器最小观测仰角增大而减少,星链和铱星的融合可显著增加纬度60°以上区域可见星数.铱星对全球不同纬度、不同时间具有100%全覆盖;星链目前覆盖区域向两极拓展,对全球覆盖重数最大为56,最小为0,未实现全球不同纬度、全时段100%的覆盖率,但中国区域星链覆盖率均优于美国区域.星链和铱星的混合星座使全球覆盖重数优于10,不同纬度、不同时间覆盖率达到100%,显著优于单星座.

    低轨星链铱星可见性覆盖性

    基于期望任务寿命的可重复运载火箭RMT参数规划模型研究

    李彩霞彭越方志耕贺元军...
    58-67页
    查看更多>>摘要:随着世界航天领域科技的高速发展,可重复运载火箭一直是国内外的研究热点.伴随着该技术的蓬勃发展,高可靠性、高安全性、高质量成为新一代运载火箭设计目标,在可重复运载火箭的高可靠性背景下,对系统的可靠性、维修性、测试性的相关指标进行设计与参数规划显得尤为重要.针对上述问题,综合运用可靠性工程理论、可用度、马尔可夫状态转移过程理论等等,准确地对可重复运载火箭的发射过程进行解析,并且根据复杂装备的指标要求,对其进行分析与研究,最终得到一个较为可靠的可重复运载火箭RMT指标的参数规划模型.

    可重复运载火箭马尔柯夫可靠性维修性测试性参数规划

    高雷诺数下交叉圆柱涡激振动的数值分析

    金叶青张俊涛秦岩崔景芝...
    68-75页
    查看更多>>摘要:基于能量捕获应用场景,利用数值仿真的方法研究了高雷诺数下交叉圆柱的涡激振动(Vortex Induced Vibration,ⅥⅤ)现象.首先建立了三维ⅥⅤ数值模型,通过与已有文献试验数据对比验证了该数值模型的准确性.进而在该模型的基础上,对交叉圆柱的ⅥⅤ进行了仿真研究,并与普通圆柱做了对比分析.研究发现,受竖圆柱的影响,交叉圆柱在中低流速的涡强度有所减小,使低流速下的柱体振幅减小,启动流速变大;在中流速范围,涡脱落位置的改变,使得振幅增加;在高流速范围涡强度和涡脱落位置变化并不明显,振幅也与普通圆柱相近.

    涡激振动交叉圆柱高雷诺数数值仿真

    航天供配电系统舵机负载浪涌抑制策略研究

    潘江江李洁赵岩张翔...
    76-82页
    查看更多>>摘要:随着航天器供配电系统的快速发展,大功率机电负载的使用逐渐增多,对其负载供电品质的要求也日益严格.针对高压大功率舵机负载工作状态变化大、要求响应快、动态指标高,导致机电舵机负载在工作过程中会频繁出现换向、加减速的工作特点,对电动舵机高速制动过程中产生的反灌能量进行供配电系统影响分析,提出供配电系统反灌浪涌抑制策略,提升供配电系统供电可靠性,确保航天器飞行任务中舵机负载的全程可靠运行.

    舵机负载浪涌抑制

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