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风载荷作用下井基导弹冷发射动力学仿真

兵器装备工程学报 2021年第3期42卷 28-34页

作者：高宇周仕明李道奎国防科技大学空天科学学院长沙410073

为论证井基冷发射系统在恶劣环境下执行发射任务的可靠性,基于动力学原理和有限元分析软件ABAQUS建立冷发射系统仿真模型,提出一种适用于工程的模拟风载荷作用方法,以导弹的偏移、偏航和适配器受力为技术指标,分析各级风力对冷发射系统... 详细信息

为论证井基冷发射系统在恶劣环境下执行发射任务的可靠性,基于动力学原理和有限元分析软件ABAQUS建立冷发射系统仿真模型,提出一种适用于工程的模拟风载荷作用方法,以导弹的偏移、偏航和适配器受力为技术指标,分析各级风力对冷发射系统的影响。研究结果表明,在导弹出筒过程中风载荷会使其顺风向偏移,但不会偏航过大,合理布置适配器可以为导弹提供有效的支撑和导向作用。该研究可对设计井下冷发射系统和确定导弹出筒姿态提供技术支撑。

关键词：系统仿真井基导弹冷发射风载荷

冷发射装置结构动力学试验平台的调平系统设计与仿真研究

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冷发射装置结构动力学试验平台的调平系统设计与仿真研究

作者：韩洋洋南京理工大学

学位级别：硕士

冷发射装置结构动力学试验平台是本课题研究的对象。该冷发射模拟试验台是由冲击油缸系统和支撑平台系统两大部分组成,用以模拟导弹冷发射过程中冲击载荷对发射平台的结构位移与应力的影响。支撑平台的自动控制调平系统是冷发射模拟试... 详细信息

冷发射装置结构动力学试验平台是本课题研究的对象。该冷发射模拟试验台是由冲击油缸系统和支撑平台系统两大部分组成,用以模拟导弹冷发射过程中冲击载荷对发射平台的结构位移与应力的影响。支撑平台的自动控制调平系统是冷发射模拟试验台的重要组成部分,其调平精度决定着实验结果的精确度和置信度。针对冷发射模拟试验台的工作要求,设计了支撑平台的自动液压调平系统,研究了自动调平策略与液压支腿伺服系统的控制算法,解决了液压控制系统中参数不确定性和外部干扰问题,保证了支撑平台稳定地、快速地调平。 (a)根据支撑平台受到冲击载荷较大的特点设计了冲击平台的机械结构。由于支撑平台选择了液压缸作为调平执行机构,所以设计了调平执行机构的液压控制系统,并详细计算了液压缸、液压伺服阀和液压泵等元件的规格参数,同时还对支撑平台调平控制系统的电气部分进行了设计。 (b)建立了四点支撑平台的数学模型,推导了支撑平台在水平状态与非水平状态下液压支腿受力与支撑平台倾角之间的关系,得到了液压支腿长度与支撑平台倾角之间的数学关系。根据角度误差和位置误差调平策略,详细分析了位置误差调平策略中各个液压缸支腿的运动距离,给出了角度误差调平策略的调平过程,比较了各个调平策略的优缺点。 (c)建立了对称伺服阀控制非对称液压缸的电液伺服系统数学模型,针对液压系统的非线性、参数不确定性特点,对单个液压缸支腿运动设计了模糊自整定PID串级控制算法。针对双缸同步运动采用了主从同步运动控制方式,主液压缸采用模糊自整定PID串级控制,从液压缸采用非线性微分与积分自适应滑模控制。同时还在AMESim中建立液压伺服控制系统模型和在Matlab中建立控制算法模型,进行联合仿真。最后根据选择的调平控制策略及液压伺服系统控制算法,进行了支撑平台的调平运动仿真,结果表明本文研究的调平控制策略及控制算法能够满足冷发射模拟试验台对调平精度的要求。

关键词：冷发射液压自动调平电液伺服系统非对称液压缸模糊控制自适应滑模 AMESim联合仿真

高温超导磁悬浮冷发射装置供电控制系统的设计

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低温与超导 2007年第2期35卷 121-124页

作者：黄永刚王素玉王家素邓昌延何庆勇西南交通大学超导技术研究所成都610031

介绍了一种基于单片机控制的供电控制系统,系统以ATMEL89C52为核心,以高温超导磁悬浮冷发射装置驱动系统为控制对象,实现了驱动装置的分段供电,实时检测到发射载体的运动速度,减小了供电系统的负荷,提高了驱动装置的运行效率。

关键词：高温超导磁悬浮冷发射供电系统直线电机单片机

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冲压加速器的冷发射试验

流体力学实验与测量 1997年第4期11卷 8-12页

作者：柳森白智勇简和祥中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

冲压加速器是一种利用化学能将弹丸加速到7km／s的新装置，在航天工程和常规兵器领域具有极大的潜在应用前景，美、法、德、日、韩等发达国家纷纷开展此项研究，并取得了令人鼓舞的初步成果。本文首先描述冲压加速器的原理，然后介绍了... 详细信息

冲压加速器是一种利用化学能将弹丸加速到7km／s的新装置，在航天工程和常规兵器领域具有极大的潜在应用前景，美、法、德、日、韩等发达国家纷纷开展此项研究，并取得了令人鼓舞的初步成果。本文首先描述冲压加速器的原理，然后介绍了我国第一座冲压加速器─—气动中心超高速所的37mm口径冲压加速器，以及已成功完成的冷发射试验。

关键词：冲压加速器试验技术冷发射弹丸超高速发射

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某液体火箭井下冷发射过程动力学分析与优化

某液体火箭井下冷发射过程动力学分析与优化

作者：高宇国防科技大学

学位级别：硕士

与传统热发射方式相比,液体火箭的井下冷发射技术在提高运载能力和环境适应性、满足快速响应发射任务需求及降低发射系统维护成本等方面具有广阔的应用前景。火箭在冷发射过程中会受到各类因素干扰,容易导致出筒姿态发生变化。为研究冷... 详细信息

与传统热发射方式相比,液体火箭的井下冷发射技术在提高运载能力和环境适应性、满足快速响应发射任务需求及降低发射系统维护成本等方面具有广阔的应用前景。火箭在冷发射过程中会受到各类因素干扰,容易导致出筒姿态发生变化。为研究冷发射过程的安全性与可靠性,本文以某型号液体火箭为研究对象,基于动力学原理和有限元软件建立冷发射系统仿真模型,开展了火箭冷发射出筒过程的动力学分析与优化。论文的主要研究内容如下:建立了能模拟发射全过程的火箭燃气-蒸汽式冷发射系统柔性体动力学模型。有效模拟了火箭冷发射系统的工作过程和各部件之间的相对运动关系,在此基础上对火箭在各级风载荷作用下的出筒姿态进行了动力学分析,进而得到风载荷在火箭冷发射过程中的影响规律,为恶劣环境下火箭执行发射任务的工程实践提供参考。提出了一种适配器合理均布方案。研究了发射系统参数对火箭冷发射过程的影响,分析发射筒壁厚、适配器材料和适配器分布改变时火箭出筒姿态的变化规律,提出一种可以减小火箭偏移、偏航的均布适配器方案,提高了冷发射任务的安全性和可靠性。提出了一种火箭多级杆冷发射方案,并对火箭出筒姿态进行了优化分析。建立了火箭多级杆冷发射系统简化模型,研究了推力在时间、大小和位置上的偏差对多级杆冷发射过程的影响,进而提出一种通过施加非同步推力抵消风载荷负面影响的火箭出筒姿态优化方法,并通过多学科优化软件进行求解验证,研究结果对火箭出筒姿态的优化和多级杆冷发射装置的设计研发具有一定价值。综上,本文针对液体火箭的井下冷发射过程开展了动力学仿真研究,分析了风载荷、发射系统参数和推力偏差对火箭出筒姿态的影响规律,在此基础上对火箭出筒姿态进行了优化设计,论文研究成果对冷发射系统设计和火箭出筒姿态优化具有重要的理论指导意义和工程应用价值。

关键词：液体火箭冷发射动力学仿真出筒姿态风载荷适配器推力偏差

某冷发射装置动力学试验平台系统设计与分析研究

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某冷发射装置动力学试验平台系统设计与分析研究

作者：林阳南京理工大学

学位级别：硕士

随着冷发射技术的发展和拓展研究,国内缺少针对弹射过程中冲击动力学机理和现象的研究试验设备。本课题的目的在于设计一个冷发射试验平台,以便形成对冷发射载荷的试验和模拟的研究条件。针对试验平台的使用要求,承受最大为8t的冲击载荷... 详细信息

随着冷发射技术的发展和拓展研究,国内缺少针对弹射过程中冲击动力学机理和现象的研究试验设备。本课题的目的在于设计一个冷发射试验平台,以便形成对冷发射载荷的试验和模拟的研究条件。针对试验平台的使用要求,承受最大为8t的冲击载荷,设计了试验平台的整体方案。结合机械设计的相关知识和经验设计了冲击平台、刚弹性耦合支撑构架、架体支撑分系统、小车行走系统四个部分,并利用Solidworks软件进行了三维建模。对于试验平台的调平要求,分析了调平策略和工况,设计了液压调平系统,并对主要的液压元件进行了选型计算。结合有限元的相关知识,利用ABAQUS软件对试验平台进行了整体建模,分析了试验平台的固有模态和振型的变化情况,以冲击动力学的理论为基础,对试验平台进行应力应变和振动特性的分析。通过分析结果发现设计的试验平台满足使用要求,但是具有较大强度余量。利用拓扑优化的相关知识,分析了拓扑优化的不同方法和各自的特点,从而建立了冷发射试验平台的拓扑优化数学方程,然后借助OptiStruct优化软件,对冷发射试验平台中的冲击平台和架体支撑结构进行了拓扑优化,得到了优化后的结构模型。根据优化的结果和制造加工工艺,对试验平台的结构进行了重新设计,并利用相同的方法对优化后的结构进行冲击动力学分析,通过分析结果,优化后的试验平台满足使用要求,对比原方案优化效果明显,整体质量减轻,节省了工程材料,提高了工程材料的利用率,为以后相同类型的试验平台的设计和优化提供参考和理论依据。

关键词：冷发射冲击试验有限元法模态分析拓扑优化

弹道导弹无依托冷发射出筒姿态动力学建模与仿真分析

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弹道导弹无依托冷发射出筒姿态动力学建模与仿真分析

作者：王成罡哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

导弹发射技术作为导弹技术的重要组成部分,对导弹武器的生存能力和作战效能具有至关重要的影响,为提高弹道导弹的生存能力,采用无依托快速机动冷发射技术已经成为国外陆基机动导弹的重要发展方向。采用无依托冷发射方式,导弹在弹射出筒... 详细信息

导弹发射技术作为导弹技术的重要组成部分,对导弹武器的生存能力和作战效能具有至关重要的影响,为提高弹道导弹的生存能力,采用无依托快速机动冷发射技术已经成为国外陆基机动导弹的重要发展方向。采用无依托冷发射方式,导弹在弹射出筒过程中会出现无控段姿态变化大的问题,需对其深入研究并采取针对性预防措施。为此,本论文以弹道导弹无依托机动冷发射为研究背景,围绕导弹出筒过程动力学建模、仿真分析及试验验证等开展研究,取得如下研究成果:考虑无依托快速机动冷发射方式的发射装置支撑形式、载荷分配方式等变化,在分析导弹发射过程中受力及干扰情况的基础上,采用ADAMS动力学仿真软件建立了发射系统弹射过程的虚拟样机仿真模型,开展了导弹出筒过程数学仿真,对导弹出筒姿态预示,并分析了导弹在弹射出筒过程中无控段姿态运动情况。为准确分析发射时发射装置的姿态变化,必须对发射装置各参数及其耦合关系进行详细分析。利用上述所建立的ADAMS虚拟样机仿真模型,针对影响发射系统出筒姿态参数较大的发射筒内弹射压力的变化、车架及起竖油缸刚度、液压车腿及后横梁刚度等参数,进行了敏感度分析,找出影响出筒姿态变化的主要干扰因素,为后续制定必要预防措施和优化奠定了基础。最后,为验证虚拟样机仿真模型仿真结果的正确性,对某型号实际系统进行了实际测试,给出了起竖油缸压力、车腿油缸压力等参数的仿真结果与测试结果的对比分析,为完善仿真模型以及发射系统的优化设计提供了参考。

关键词：弹道导弹无依托冷发射出筒姿态动力学仿真

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气动中心冲压加速器冷发射试验成功

实验流体力学 1997年第1期 55-76页

作者：柳森白智勇简和祥中国空气动力研究与发展中心超高速所!绵阳 621000

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战略导弹的冷发射技术

中国航天 1980年第10期 1-9页

作者：周子林

为了提高战略导弹的生存能力和作战使用性能,美苏两国先后采用了加固地下发射井、车载机动发射、水下远程潜艇发射等综合技术途径。由于“陆基”或“海基”战略导弹在发射中采用冷发射技术,使导弹发射阵地得到简化,导弹环境大为改善。

关键词：冷发射导弹技术机动发射燃气流导弹武器液体导弹机动导弹生存能力潜艇发射热发射