整流罩分离计算方法研究

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1、第２２卷第５期载人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＯｃｔ．２０１６整流罩分离计算方法研究１１１２１顾名坤，张鹭，吴洁，贺元军，刘立东（１．北京宇航系统工程研究所，北京１０００７６；２．中国载人航天工程办公室，北京１００７２０）摘要：针对传统的效能系数计算方法存在的无法准确预示飞行状态整流罩分离运动的不足，以典型的旋抛整流罩为研究对象，提出了一种将全部因素作为计算变量的多因素计算方法，建立了整流罩分离动力学方程，论述了每个变量的获取方法，在地面大气环境中采用某型号真实整流罩，开展了分离试验，获取了罩内负压特性和分

2、离运动参数，计算结果与试验结果一致性较好。相对于传统的效能系数计算方法，多因素计算方法更加准确，对指导整流罩分离系统方案设计更加有效，具有显著的工程应用价值。关键词：整流罩分离；多因素；负压特性；摩擦力中图分类号：Ｖ１９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０１６）０５⁃０６０２⁃０６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＦａｒｉｎｇＳｅｐａｒａｔｉｏｎＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ１１１２１ＧＵＭｉｎｇｋｕｎ，ＺＨＡＮＧＬｕ，ＷＵＪｉｅ，ＨＥＹｕａｎｊｕｎ，ＬＩＵＬｉｄｏｎｇ（１．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｙｓｔｅｍｓＥｎ

3、ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＡｇｅｎｃｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７２０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｆａｒｉｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｔａｋｅｎｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｒｏｔａｔｉｏｎｃａｓｔｉｎｇｆａｒｉｎｇａｓｔｈｅｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｅｗｍｕｌｔｉ⁃ｆａｃｔｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｓｅｔｅｖ

4、ｅｒｙｆａｃｔｏｒａｓｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅ．Ｔｈｅｆａｒｉｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｃｏｍｐｕｔｅｅａｃｈｆａｃｔｏｒｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈａｒｅａｌｒｏｔａｔｉｏｎｃａｓｔｉｎｇｆａｒｉｎｇ．Ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｏｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｉｃｈｄｅｍｏｎｓｔｒａｔ

5、ｅｄｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｗａｓｃｏｎ⁃ｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｍｕｌｔｉ⁃ｆａｃｔｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｍｏｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｆａｒｉｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｙｓ⁃ｔｅｍｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ．Ｉｔｗｈｉｃｈｈａｓｐｒｏｍｉｎｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗ

6、ｏｒｄｓ：ｆａｉｒｉｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ⁃ｆａｃｔｏｒ；ｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｆｏｒｃｅ［１］力对整流罩分离过程的影响规律，但是计算时１引言间较长。另外，铰链摩擦力、纵向分离面挡风板的整流罩分离系统是运载火箭的一个关键子系摩擦力、整流罩弹性特性等均会影响分离运动。统，用于在运载火箭穿过大气层的预定时刻实现整流罩弹性特性对整流罩分离安全间隙影响较整流罩与箭体分离。整流罩分离仿真计算的准确大，但是对过顶角速度等运动参数的影响较［２］性是整流罩分离系统设计的前提，整流罩分离地小。工程实践中，一般将摩擦力、弹性影

7、响等［３⁃５］面试验是验证分离系统设计正确性的重要途径。折算为分离能源效能系数，但是对于不同尺分离地面试验在大气环境中开展时，气动力寸的整流罩、不同的分离能源、不同的分离方的影响使分离试验的仿真计算较为复杂。使用案，需要通过地面试验确定相应的效能系数，而ＬＳ⁃ＤＹＮＡ软件采用流固耦合算法可计算空气动且地面试验修正过的效能系数对飞行状态整流收稿日期：２０１６⁃０４⁃１５；修回日期：２０１６⁃０７⁃２８基金项目：总装备部运载专业组“十二五”预研创新课题基金（５１３２０１２０１０２）作者简介：顾名坤（１９８３－），男，硕士，工程师，研究方向为飞行器总体设计。

8、Ｅ⁃ｍａｉｌ：１８５１０６９５９７９＠１６３．ｃｏｍ第５期顾名坤，等．整流罩分离计算方法研究６