弹性整流罩低空分离仿真及影响因素分析

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1、2016年第6期导弹与航天运载技术No.62016总第350期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.350文章编号：1004-7182(2016)06-0006-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160602弹性整流罩低空分离仿真及影响因素分析林三春，王欣，落龑寿，郭闻昊（北京宇航系统工程研究所，北京，100076）摘要：随着天地往返运载器（ReusableLaunchVehicles，RLV）的发展，整流罩低空大过载分离的应用日趋广泛，气动力、大过载对分离的影响成为当前研究的重点。基于ABAQUS建立整流罩复杂蒙皮桁

2、条结构的完整弹性体模型，对低空大过载分离的影响因素进行仿真分析，结果表明气动力、大过载均会增加分离的难度，气动力的存在有助于减小铰链根部变形，过载则会加剧铰链根部变形。通过与火箭撬加速整流罩分离试验结果进行对比分析，验证了该仿真分析的正确性，并进一步提出了改进意见。关键词：整流罩；低空；大过载；分离仿真；影响因素中图分类号：V421.7文献标识码：AElasticFairingSeparationSimulationandInfluenceFactorsAnalysisatLowAltitudeLinSan-chun,WangXin,LuoYan-shou,GuoWen-

3、hao(BeijingInstituteofAstronauticalSystemsEngineering,Beijing,100076)Abstract:WiththeReusableLaunchVehicles(RLV)development,fairingseparationatlowaltitudeandhighaccelerationenvironmenthaveincreasinglywidespreadapplication,theeffectofaerodynamicforceandhighaccelerationonfairingseparationis

4、thefocusofcurrentresearch.ThisstudybuildsacompleteelasticmodeloffairingwithcomplicatedskinstringersstructurebasedonABAQUS,analyzestheinfluencingfactorstoseparationatlowaltitudeandhighaccelerationenvironment.Theresultsshowthataerodynamicforceandhighaccelerationcanincreasethedifficultyofsep

5、aration.Hingerootshavesmallerdeformationwithaerodynamicforce,whenhighaccelerationhastheoppositeeffect.Finally,theRocketSledacceleratedfairingseparationtestresultswereanalyzedtoverifythecorrectnessofthesimulationanalysis,andfurtherproposedimprovements.Keywords:Fairing;Lowaltitude;Highaccel

6、eration;Separationsimulation;Influencingfactors0引言容腔整流罩及其低空大过载分离的应用日趋广泛，对飞行器整流罩将保护有效载荷不受气动力、气动此类问题进行仿真分析，不仅需要采取适当的结构建[1]热等外界因素的影响，使其能够安全通过大气层。当模方法，还需充分认识分离过程中气动力、大过载的飞行器飞行至某个时刻，为了减轻质量以获得更大速影响，确保仿真结果真实可信。度，必须抛掉整流罩。整流罩能否顺利分离成为决定本文基于ABAQUS建立整流罩复杂蒙皮桁条结飞行任务成败的一个关键环节，研制过程中需要对其构的完整弹性体模型，以连接器替代分离

7、弹簧，对气进行充分的地面试验和仿真预示，确保可靠分离。动力、大过载的作用进行分析，仿真整流罩低空大过对于一般整流罩的设计，当尺寸较小，罩体刚度载条件下的分离特性和局部变形，并与火箭撬加速整较大时，变形可忽略，可以将其作为刚体考虑，同时流罩分离试验结果对比分析，验证仿真分析的正确性。[2,3]忽略气动力的作用；当整流罩的尺寸较大时，具有结构刚度小、固有频率低的特点，在低空分离时受到1整流罩分离仿真分析气动力影响，会发生“呼吸运动”、扭转和弯曲等各类1.1模型参数结构响应，在设计过程中必须考虑罩体的弹塑性变形整流罩是一种复杂的蒙皮