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两级负阻抗电磁分流阻尼器多目标优化方法
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作者 杜永康 严浩 +5 位作者 刘旭辉 王有懿 吕俊 李昊峻 吴嘉宁 焦小磊 《机械工程学报》 北大核心 2026年第1期250-261,共12页
运载火箭在发射和回收过程中面临复杂的动力学激励,易对箭体结构及整流罩内航天装备产生振动冲击,设计性能优良的减振缓冲器件显得尤为重要。负阻抗电磁分流阻尼器通过在电气回路中引入负阻抗,减小电路电阻,增加回路电流,从而增强电磁... 运载火箭在发射和回收过程中面临复杂的动力学激励,易对箭体结构及整流罩内航天装备产生振动冲击,设计性能优良的减振缓冲器件显得尤为重要。负阻抗电磁分流阻尼器通过在电气回路中引入负阻抗,减小电路电阻,增加回路电流,从而增强电磁阻尼力的输出,提升减振缓冲性能。然而,在负阻抗电磁分流阻尼器设计过程中,存在电感、电阻和刚度权衡困难,设计效率低的问题。面向两级负阻抗电磁分流阻尼器优化设计难题,提出一种基于NSGA-II的多目标优化方法。通过推导两级负阻抗电磁分流阻尼器的共振放大倍数和高频衰减率目标函数,预先对弹簧片刚度进行仿真计算,确定合理的刚度约束范围,对电压超前相位角进行约束,以减少优化后的筛选量。仿真算例表明,采用所提出的优化方法,在满足二自由度系统共振放大倍数小于3 dB的基础上,能够分别实现在100 Hz处的正弦振动衰减率小于-40 dB、在200 Hz处小于-70 dB的目标,同时也验证了优化后的设计参数组合能够有效抑制冲击载荷。所提出的优化方法可用于负阻抗电磁分流阻尼器的多目标优化设计。 展开更多
关键词 负阻抗电磁分流阻尼 多目标优化 减振缓冲
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运载火箭机构动力学分析方法综述
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作者 林撼昕 刘才山 《机械工程学报》 北大核心 2026年第1期41-58,共18页
近年来,运载火箭正向重型运载、可重复使用、多功能模块化、高可靠性、商业化发射等方向发展,对运载火箭上执行特定功能的各类机构提出更高要求,亟需发展更加精确的运载火箭机构动力学分析方法。为全面梳理运载火箭机构动力学分析方法... 近年来,运载火箭正向重型运载、可重复使用、多功能模块化、高可靠性、商业化发射等方向发展,对运载火箭上执行特定功能的各类机构提出更高要求,亟需发展更加精确的运载火箭机构动力学分析方法。为全面梳理运载火箭机构动力学分析方法的发展现状,从运载火箭机构动力学分析的特点出发,系统介绍运载火箭机构动力学分析中普遍使用的四类基础理论,详细介绍连接分离机构、着陆缓冲机构和气动控制机构三类运载火箭典型机构的动力学分析方法,最后对运载火箭机构动力学分析方法的未来研究工作进行展望。 展开更多
关键词 运载火箭 机构 动力学分析 连接分离机构 着陆缓冲机构 气动控制机构
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“猎鹰”系列运载火箭机构技术研究
3
作者 郭嘉 石玉红 +4 位作者 顾春辉 张宏剑 马红鹏 王辰 于兵 《宇航总体技术》 2026年第1期22-32,共11页
“猎鹰”系列运载火箭凭借其出色的可重复使用性能与高频率发射记录,在商业航天领域表现突出。针对“猎鹰”系列运载火箭机构技术开展广泛调研,系统分析分离机构(助推分离机构、级间分离机构、整流罩分离机构、有效载荷分离机构)、气动... “猎鹰”系列运载火箭凭借其出色的可重复使用性能与高频率发射记录,在商业航天领域表现突出。针对“猎鹰”系列运载火箭机构技术开展广泛调研,系统分析分离机构(助推分离机构、级间分离机构、整流罩分离机构、有效载荷分离机构)、气动控制机构、着陆缓冲机构等关键机构产品的组成与工作原理,研究机构设计方案的特点与优劣势。面向重复使用运载火箭的应用需求,借鉴“猎鹰”系列运载火箭机构设计经验,针对运载火箭机构技术提出集成优化、能源统筹、创新设计、产品化生态和接口适应性等方面的发展建议。 展开更多
关键词 机构技术 猎鹰九号 猎鹰重型 重复使用运载火箭
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国外典型多星堆叠与分离技术分析
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作者 王琦 刘江 +1 位作者 黄学卫 韩建斌 《航天器工程》 北大核心 2025年第2期19-24,共6页
围绕国外大型低轨卫星星座一箭多星发射的卫星堆叠与分离技术,选取“星链”、扩散型作战部门太空架构(PWSA)的主要卫星研制商作为典型代表,以专利文献为依据,对太空探索技术公司、麦克萨技术公司及火箭实验室公司的多星堆叠与分离技术... 围绕国外大型低轨卫星星座一箭多星发射的卫星堆叠与分离技术,选取“星链”、扩散型作战部门太空架构(PWSA)的主要卫星研制商作为典型代表,以专利文献为依据,对太空探索技术公司、麦克萨技术公司及火箭实验室公司的多星堆叠与分离技术进行研究。具体研究分析了太空探索技术公司卫星堆叠集中压紧与释放、麦克萨技术公司卫星中心侧挂与分层堆叠结合以及火箭实验室公司航天器耦合串行堆叠3种技术方案及其主要特点,比对分析了3种技术方案在不同发射需求和约束下的应用优势,最后对我国大型低轨卫星星座给出了多星堆叠与分离技术关注方向、星箭接口协同设计方式以及复杂系统迭代创新模式等方面的启示。 展开更多
关键词 一箭多星发射 卫星堆叠 卫星分离
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改进增广径向基在远程制导火箭优化设计中的应用 被引量:1
5
作者 蔡伟伟 田镜文 +3 位作者 赵一 李国盛 武泽平 杨乐平 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第6期145-156,共12页
为提高远程制导火箭的性能和设计效率,建立了远程制导火箭多学科参数化模型,实现制导火箭高精度性能仿真。提出了基于改进增广径向基的序列近似优化方法,通过各向异性技术提高增广径向基模型的泛化能力,采用递归演化实验设计和快速交叉... 为提高远程制导火箭的性能和设计效率,建立了远程制导火箭多学科参数化模型,实现制导火箭高精度性能仿真。提出了基于改进增广径向基的序列近似优化方法,通过各向异性技术提高增广径向基模型的泛化能力,采用递归演化实验设计和快速交叉验证提高近似建模效率,并应用非精确搜索策略进行序列采样,结合算例验证了所提出方法的有效性。开展了远程制导火箭序列近似优化设计,在满足设计约束的前提下,最大射程相较优化前提高了16.7%。 展开更多
关键词 远程制导火箭 代理模型 多学科优化设计 序列近似优化
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再生冷却热防护系统冷板汇流设计与流动换热特性研究
6
作者 徐明剑 陈强 +2 位作者 张同勇 费庆国 李彦斌 《战术导弹技术》 北大核心 2025年第6期27-36,共10页
面向高速飞行器在长时间高热流条件下的热防护需求,针对基于燃油介质的再生冷却式热防护系统冷板开展了热-流-固耦合分析,研究了冷板汇流排接头布置、汇流管数等设计因素对系统最高温度、流量均匀性、综合换热因子等流动换热特性的影响... 面向高速飞行器在长时间高热流条件下的热防护需求,针对基于燃油介质的再生冷却式热防护系统冷板开展了热-流-固耦合分析,研究了冷板汇流排接头布置、汇流管数等设计因素对系统最高温度、流量均匀性、综合换热因子等流动换热特性的影响规律,进而针对复杂工程结构的汇流方案进行了设计。研究结果表明:I型汇流在提升流量分配均匀性、降低热面局部高温和提升综合换热因子性能上具有显著优势;汇流管数过多会降低流量分配的均匀性和综合换热因子,从而影响冷板的流动换热性能;对于复杂冷板结构,通过采用不同通道管数组合方式,可以有效降低局部最高温度并提升综合换热因子。 展开更多
关键词 高速飞行器 热防护系统 冷板 流量分配 综合换热因子 接头布置 汇流管数
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远程火箭飞行动力学通用仿真软件设计方法
7
作者 王磊 周祥 郑伟 《计算机仿真》 2025年第8期11-16,共6页
针对国内现有飞行动力学软件在通用性、可拓展性等方面的不足,充分运用面向对象编程和组件化设计思想,提出一种远程火箭飞行动力学通用仿真框架,给出了仿真框架的总体架构和部署架构,详细阐述了服务组件、功能模块等内容的具体设计方案... 针对国内现有飞行动力学软件在通用性、可拓展性等方面的不足,充分运用面向对象编程和组件化设计思想,提出一种远程火箭飞行动力学通用仿真框架,给出了仿真框架的总体架构和部署架构,详细阐述了服务组件、功能模块等内容的具体设计方案。框架支持设计人员通过对仿真模块“搭积木”式的灵活编排,实现弹道计算、轨迹规划等各类仿真任务的快速定制开发。最后通过呈现两类任务背景下的软件开发实例,验证所提设计方法的有效性。 展开更多
关键词 仿真软件 飞行动力学 组件化设计 远程火箭
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非对称构型的大倾角星箭弹簧分离装置动力学研究
8
作者 刘佳佳 李嘉权 +3 位作者 王雪峰 高利军 龚林辉 刘才山 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期411-419,共9页
为更好地控制卫星运动状态并实现精确入轨,评估卫星火箭分离过程中卫星对系统物理参数的敏感性,针对捷龙三号遥二卫星发射任务中的星箭非轴对称构型布局,建立星箭弹簧分离装置的二维简化动力学模型,将复杂的三维动力学问题简化为平面动... 为更好地控制卫星运动状态并实现精确入轨,评估卫星火箭分离过程中卫星对系统物理参数的敏感性,针对捷龙三号遥二卫星发射任务中的星箭非轴对称构型布局,建立星箭弹簧分离装置的二维简化动力学模型,将复杂的三维动力学问题简化为平面动力学问题,降低系统的自由度,简化了模型计算难度.仿真结果表明,通过适当配置内置弹簧的预紧力和界面摩擦性质,可以有效地控制卫星入轨的初始姿态.研究结果可为星箭弹簧分离装置的优化设计提供理论指导. 展开更多
关键词 星箭分离 非对称构型 弹簧分离装置 动力学建模
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基于经典层合板理论的运载火箭动特性梁模型研究 被引量:1
9
作者 罗震宇 邱静宇 +3 位作者 周遇仁 刘建 狄文斌 冀宾 《强度与环境》 2025年第1期1-8,共8页
针对不同蒙皮加筋结构的运载火箭动特性快速预测问题,基于经典层合板理论,建立一种考虑火箭筒段细节尺寸的运载火箭等效梁模型,用于快速预测运载火箭的动特性。该梁模型中,不同的筋条形式(正交筋、三交筋、桁条)被当作不同刚度的铺层,... 针对不同蒙皮加筋结构的运载火箭动特性快速预测问题,基于经典层合板理论,建立一种考虑火箭筒段细节尺寸的运载火箭等效梁模型,用于快速预测运载火箭的动特性。该梁模型中,不同的筋条形式(正交筋、三交筋、桁条)被当作不同刚度的铺层,在蒙皮上进行“平铺堆叠”。使用典型筒段的有限元模型和全箭试验结果验证该等效梁模型的计算偏差。结果表明,该梁模型在一阶弯曲、扭转、纵向模态频率计算上均具有较高的精度。最后,通过有限元模型反推梁截面属性发现,该梁模型的主要误差来源为箭体几何尺寸的偏差和刚度系数矩阵的精度。 展开更多
关键词 运载火箭 动特性 梁模型 蒙皮加筋 蒙皮桁条
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可回收火箭发射过程底部热环境仿真
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作者 范睿 闫子航 +1 位作者 李昊锟 刘华坪 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第36期15745-15751,共7页
可回收火箭的热度在逐年上升,而其结构设计面临着严酷的热环境考核。目前,数值模拟被认为飞行器设计阶段有效手段之一,然而发射阶段火箭壁面与地面受气流热效应影响机制还尚不明确。因此针对某可回收火箭地面发射过程,采用动边界计算流... 可回收火箭的热度在逐年上升,而其结构设计面临着严酷的热环境考核。目前,数值模拟被认为飞行器设计阶段有效手段之一,然而发射阶段火箭壁面与地面受气流热效应影响机制还尚不明确。因此针对某可回收火箭地面发射过程,采用动边界计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术及多组分模型开展尾部高温燃气发展及其对地面和箭体热环境影响的动态数值模拟研究。结果表明:在近地面位置发射初期,地面持续受到2.5×10^(7)W/m^(2)以上的冷壁热流持续冲刷,其中对流传热占据主导;而箭体底部最大对流热流密度和辐射热流密度分别可35000 W/m^(2)和60000 W/m^(2);火箭离地后随高度增加对流热流密度与辐射热流密度都呈减小的趋势,且辐射传热在该过程中对该部位的影响占据主导。 展开更多
关键词 冷壁热流 底部热环境 可垂直回收火箭 热流密度
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飞行器设计生成式模型专栏
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《航空学报》 北大核心 2025年第10期F0002-F0002,共1页
生成式模型作为数智化的新型技术基座,正加速重塑科学研究与工程实践的范式,为飞行器设计注入新动能,对新质飞行器的快速迭代与创新突破具有重要推动作用。为此,《航空学报》策划出版“飞行器设计生成式模型专栏”,论文来自中国空气动... 生成式模型作为数智化的新型技术基座,正加速重塑科学研究与工程实践的范式,为飞行器设计注入新动能,对新质飞行器的快速迭代与创新突破具有重要推动作用。为此,《航空学报》策划出版“飞行器设计生成式模型专栏”,论文来自中国空气动力研究与发展中心、西北工业大学、国防科技大学、复旦大学、上海交通大学、电子科技大学、浙江大学、厦门大学、中国运载火箭技术研究院、上海飞机设计研究院、中国航空研究院、飞行器基础布局全国重点实验室等单位,集中展示生成式模型在飞行器设计领域中的前沿进展及研究成果,繁荣学术交流、探索关键技术,共同推动飞行器设计与人工智能跨域交叉融合发展。 展开更多
关键词 飞行器设计 生成式模型 数智化 科学研究
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环氧类韧性耐烧蚀防热涂层的研制与表征 被引量:20
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作者 左瑞霖 李晨光 +2 位作者 王慧 孙伟华 任英 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期72-75,共4页
针对现有环氧类防热涂层韧性差、不耐烧蚀的缺点,设计了一种环氧类防热涂层——TR-48。测试了其基本性能及3-5个批次的典型性能,并与国外现有涂层进行了比较。结果证明:TR-48具有韧性好、强度高、耐烧蚀等特点;其中拉伸强度为8.7-11.2 M... 针对现有环氧类防热涂层韧性差、不耐烧蚀的缺点,设计了一种环氧类防热涂层——TR-48。测试了其基本性能及3-5个批次的典型性能,并与国外现有涂层进行了比较。结果证明:TR-48具有韧性好、强度高、耐烧蚀等特点;其中拉伸强度为8.7-11.2 MPa,伸长率为6.8%-12.2%,TG分析800℃残碳率为51%,800℃马弗炉烧蚀5 m in残碳率为38%-47%。利用SEM、DSC表征了涂层的烧蚀过程,发现600-800℃存在烧结反应。利用液氧/煤油发动机和电弧风洞考核试验考核了涂层在高温、高速气流环境下的表现,结果表明该涂层具有较好的抗冲刷及防热性能。 展开更多
关键词 防热涂层 环氧树脂 耐烧蚀 韧性
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高温合金热防护系统设计与分析 被引量:17
13
作者 赵剑 谢宗蕻 张磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1677-1683,共7页
金属热防护系统是高超飞行器热防护系统的理想候选方案。给出了一套高温合金金属热防护系统的初始设计方案,进行了金属热防护系统各功能层选材;给出了金属蜂窝材料的宏观力学性能和导热性能等效方法;建立了金属热防护系统简化的一维有... 金属热防护系统是高超飞行器热防护系统的理想候选方案。给出了一套高温合金金属热防护系统的初始设计方案,进行了金属热防护系统各功能层选材;给出了金属蜂窝材料的宏观力学性能和导热性能等效方法;建立了金属热防护系统简化的一维有限元传热分析模型,提出了采用迭代分析方式说现的金属热防护系统隔热层尺寸优化方法;建立了金属热防护系统的三维有限元分析模型,实现了金属热防护系统的热弹性分析;最后通过典型算例验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 金属热防护系统 迭代 有限元 热弹性 等效参数
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耐烧蚀防热隔热涂层的研制 被引量:15
14
作者 张海鹏 马天信 +1 位作者 张新航 张崇耿 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期69-71,共3页
根据某大型固体火箭发动机的飞行工作特性,在研究涂层的防热隔热机理的基础上,采用环氧改性有机硅树脂为基体树脂,加入耐温梯度分解混合填料及添加剂等制备了一种外防热涂层,并通过L9(33)正交实验确定了无机混合填料组分多聚磷酸铵、氢... 根据某大型固体火箭发动机的飞行工作特性,在研究涂层的防热隔热机理的基础上,采用环氧改性有机硅树脂为基体树脂,加入耐温梯度分解混合填料及添加剂等制备了一种外防热涂层,并通过L9(33)正交实验确定了无机混合填料组分多聚磷酸铵、氢氧化铝和硼酸的最佳用量分别为4份、6份、3份。最后确定的涂层最佳配方试验结果:线烧蚀率为0.116 mm/s,热导率为0.28 W/(m.K),密度为1.28 g/cm3,附着力为11.84 MPa,表明该涂层具有良好的防热隔热性能且综合性能优良,满足了该固体火箭发动机的外部防热需求。 展开更多
关键词 耐烧蚀 防热隔热 涂层
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临近空间与重复使用技术研究 被引量:20
15
作者 鲁宇 蔡巧言 王飞 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期1-9,共9页
重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。加快推进临近空间与重复使用技术融合发展,将显著提升中国自由进出空间的能力,在空天领域竞争中占据有利地位。基于国内外发展情况,梳理了... 重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。加快推进临近空间与重复使用技术融合发展,将显著提升中国自由进出空间的能力,在空天领域竞争中占据有利地位。基于国内外发展情况,梳理了重复使用技术发展途径,深入分析了发展趋势和发展启示,从传统运载火箭构型、升力式火箭动力和组合动力3个方面探讨了重复使用技术的特点和难点,并提出了重复使用技术面临的挑战。 展开更多
关键词 临近空间 重复使用 航天运输 火箭动力 组合动力
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基于多学科设计优化的空地导弹概念设计 被引量:7
16
作者 张菲 任全彬 +1 位作者 杨军 李晓晖 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期149-154,共6页
针对空地导弹总体设计多学科耦合特点,基于单推力和双脉冲固体火箭发动机两种推力方案研究导弹多学科设计优化问题,建立集气动、推进、弹道学科的导弹多学科分析模型。对于单推力导弹采用一种基于改进混合遗传算法的一体化多学科优化方... 针对空地导弹总体设计多学科耦合特点,基于单推力和双脉冲固体火箭发动机两种推力方案研究导弹多学科设计优化问题,建立集气动、推进、弹道学科的导弹多学科分析模型。对于单推力导弹采用一种基于改进混合遗传算法的一体化多学科优化方法进行分析,对于双脉冲导弹选用基于响应面近似的并行子空间优化框架进行优化。通过集成各自的参数化程序模块,得到以射程为优化目标并满足相关约束的导弹总体参数最优方案。结果表明,优化后单推力导弹方案总体上优于原型弹方案,双脉冲导弹方案优于单推力方案。发动机方案改型和多学科设计优化方法的结合提高了导弹总体设计水平。 展开更多
关键词 空地导弹 多学科设计优化 总体设计 混合遗传算法 响应面近似的并行子空间优化算法
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航天器上使用的可解锁连接与分离装置 被引量:25
17
作者 杨建中 祁玉峰 娄汉文 《航天器工程》 2003年第1期47-54,共8页
介绍了航天器舱段及部件间使用的可解锁连接与分离装置的种类、结构组成、工作原理、性能优点及其应用现状,这对于新型航天器舱段及部件之间连接与分离装置的方案设计,具有重要的参考价值。
关键词 航天器 连接与分离装置 解锁方式 解锁螺栓 使用
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基于三维CST建模方法的两层气动外形优化策略 被引量:7
18
作者 粟华 龚春林 谷良贤 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,22,共7页
针对复杂构型飞行器气动外形优化的几何描述和计算效率问题,提出了一种基于通用三维类别/形状函数变换参数化方法的两层设计空间气动外形优化策略。采用B样条函数代替Bernstein多项式进行展开并引入侧向轮廓描述函数,将原二维类别/形状... 针对复杂构型飞行器气动外形优化的几何描述和计算效率问题,提出了一种基于通用三维类别/形状函数变换参数化方法的两层设计空间气动外形优化策略。采用B样条函数代替Bernstein多项式进行展开并引入侧向轮廓描述函数,将原二维类别/形状函数向三维扩展,基于部件组合设计思想,建立了三维飞行器几何外形的完整描述形式。结合类别/形状函数和B样条函数的参数化特点,引入设计空间分层优化思想,将设计参数划分为全局尺寸参数和局部调整参数,在减少优化时间的同时尽可能地保持原设计空间复杂度。采用X-33高超声速飞行器作为建模和优化算例,结果表明,三维CST方法能以较少设计参数表达复杂外形,具有基础参数少,设计复杂度可调,外形表达能力强,参数化过程稳定的优势;两层气动外形优化策略具有良好的设计空间搜索能力,并可显著降低计算消耗。 展开更多
关键词 气动外形优化 参数化 类别函数/形状函数 两层优化 B样条 部件组合
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低温推进剂供应管道系统充填过程的动力学模型 被引量:9
19
作者 刘昆 程谋森 张育林 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期1-5,共5页
研究了低温推进剂液体火箭发动机供应管道系统充填过程的建模问题。低温推进剂的充填相变过程采用均相模型,对推进剂充填管道系统进行有限元分割,应用基本守恒定律于充满推进剂的单元和充满气体的单元,两相单元采用等效流容方程,建立了... 研究了低温推进剂液体火箭发动机供应管道系统充填过程的建模问题。低温推进剂的充填相变过程采用均相模型,对推进剂充填管道系统进行有限元分割,应用基本守恒定律于充满推进剂的单元和充满气体的单元,两相单元采用等效流容方程,建立了低温推进剂管道充填过程的有限元状态变量模型。充填的容腔视为两相单元,建立了其动力学模型。利用本文的模型,对液氢、液氧推进剂的管道充填过程进行了仿真计算,给出了有关计算结果。 展开更多
关键词 液氢液氧发动机 推进剂供应管道 充填过程 动力学模型
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重复使用火箭垂直回收任务弹道分析 被引量:9
20
作者 胡冬生 张雪梅 +1 位作者 刘丙利 徐振亮 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期21-26,50,共7页
对SpaceX公司法尔肯重复使用火箭历次成功的子级垂直回收及复用任务进行梳理,基于有限的飞行数据,推算一子级飞行的关键弹道参数,包括弹道倾角、飞行动压和过载等,并利用这些参数来分析一子级在再入飞行中的气动环境及其对箭体回收和重... 对SpaceX公司法尔肯重复使用火箭历次成功的子级垂直回收及复用任务进行梳理,基于有限的飞行数据,推算一子级飞行的关键弹道参数,包括弹道倾角、飞行动压和过载等,并利用这些参数来分析一子级在再入飞行中的气动环境及其对箭体回收和重复使用的影响。相关分析结果可以为中国未来火箭垂直回收和重复使用技术的研究提供参考。 展开更多
关键词 垂直回收 重复使用 弹道参数 气动载荷
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