飞行器在轨分离特性气浮式地面验证系统研制.pdf

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1、硕士学位论文飞行器在轨分离特性气浮式地面验证系统研制DEVELOPMENTOFANAIR-FLOATINGGROUNDVERIFICATIONSYSTEMFORON-RAILSEPARATIONOFAIRCRAFT（学术型）蒋青锋哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：V553.2学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文飞行器在轨分离特性气浮式地面验证系统研制硕士研究生：蒋青锋导师：姜生元教授申请学位：工学硕士学科：航空宇航制造工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月27日授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex:V553.2U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFANAIR-FLOATINGGROUNDVERIFICATIONSYSTEMFORON-RAILSEPARATIONOFAIRCRAFTCandidate：JiangQingfengSupervisor：Prof.JiangShengyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AeronauticsandAstronauticsMan

3、ufacturingEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June27,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着航天技术的快速发展，航天任务的类型日益复杂，飞行器在轨分离方式呈现多样化，飞行器在轨分离特性直接影响着航天任务的成败。飞行器在轨分离试验不仅效率低，而且成本极高。因此在地面开展飞行器在轨分离特性分析与评价有着重要意义。本文以某型飞行器在

4、轨分离为工程背景，以飞行器在轨分离特性为研究对象。针对飞行器在轨分离特性分析与评价问题，运用理论分析与试验研究相结合的方法展开了系统的研究。首先针对飞行器在轨分离特性分析与评价问题，提出了一套完善的评价指标。对飞行器在轨分离特性展开分析，建立了分离特性评价指标与飞行器受力状态之间的联系。以飞行器在轨分离特性地面验证系统的功能需求为线索，寻求能实现其功能需求的方案，并开展多方案设计。根据方案优选的评价指标对多方案展开分析，最后优选获得能满足功能需求的最优方案。其次针对飞行器在轨分离特性地面验证系统的研制问题展开。通过飞行器模拟系统研制，实现了对10kg~25kg

5、典型飞行器质量特性的模拟功能。通过气浮支撑系统研制，实现了对微重力环境与低阻力环境的模拟功能。通过检测与分析系统研制，实现了对飞行器模拟系统运动状态检测的功能，并建立了观测量与分离特性评价指标的联系。通过辅助系统研制，实现了对飞行器模拟系统连接与缓冲的功能。最后运用ADAMS软件对飞行器在轨分离特性气浮式地面验证系统展开了动力学仿真分析，为试验研究中参数设置提供了依据。运用三点支撑法、三线摆法对飞行器模拟系统的质量、质心位置、绕指定轴的转动惯量特性进行检测，检测结果表明飞行器模拟系统各项指标均满足设计要求。开展飞行器在轨分离特性气浮式地面验证试验研究，完成了对

6、飞行器模拟系统分离特性的检测与评价，实现了对压紧释放系统与气浮支撑系统性能的评价，达到了通过地面验证试验分析飞行器在轨分离特性的研究目标。关键词：飞行器；在轨分离特性；气浮式；质量特性模拟；运动状态检测I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeboomingdevelopmentofastronauticaltechnology,thetypesofspacelaunchmissionshavebecomeincreasinglycomplex.Theseparationofspacecraft,whichhasessentialeffec

7、tonthespacelaunchmissions,hasbecomediversifiedinitsmanner.Thespacecrafton-orbitseparationexperimentsarenotonlyinefficientbutalsoextremelyexpensive.Hence,itissignificanttodiscussandanalyzetheon-orbitseparationcharacteristicsofthespacecraftontheground.Inthispaper,theon-orbitseparation

8、characteristicsarer