助推器分离飞行姿态地面模拟控制与仿真分析

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1、2015年第4期导弹与航天运载技术No.42015总第340期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.340文章编号：1004-7182(2015)04-0062-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150416助推器分离飞行姿态地面模拟控制与仿真分析王求生，王喆，王竞男（北京强度环境研究所，北京，100076）摘要：采用仿真分析与试验验证有机结合优化方法，提出一种助推器模拟件绕点圆周运动与转动飞行姿态控制技术，实现了助推器分离飞行姿态模拟控制，为大型助推器竖直分离回收

2、系统性能考核提供方法。助推器分离飞行姿态地面模拟系统运动轨迹仿真结果与试验测量数据一致性较好，验证本飞行姿态模拟技术的可行性。该技术成功应用于新一代运载火箭助推器分离试验设计，可为未来重型运载火箭助推器分离回收技术研究提供指导。关键词：助推器分离；飞行姿态；地面模拟控制；仿真分析中图分类号：V416.5文献标识码：AGroundFlightControlandSimulationAnalysisofRocketBoosterSeparationFlightAttitudeWangQiu-sheng,WangZhe,Wa

3、ngJing-nan(BeijingInstituteofStructureandEnvironmentEngineering,Beijing,100076)Abstract:Theflightattitudecontroltechnologyoncircularmotionandrotationofrocketboostersimulativecomponentwasintroducedbyusingthenumericalsimulationanalysisandexperimentalvalidationopti

4、mizationmethods.Rocketboosterseparationflightattitudesimulationcontrolwasobtainedtosupplyrecoverysystemtestingoflargerocketboosterverticalseparationwithpowersource.Thesimulationresultswereagreewiththegroundtestingandmeasuringdataofthetrajectoriesofrocketboosters

5、eparationflightattitudegroundsimulativesystem,anditvalidatedthefeasibilityoftheflightattitudecontroltechnology.Thistechnologywasappliedtorocketboosterseparationexperimentdesignofnewgenerationlaunchvehicle,andprovidesdirectiononheavylaunchvehicleboosterseparation

6、andrecoverytechnologydevelopment.KeyWords:Rocketboosterseparation;Flightattitude;Groundflightcontrol;Simulationanalysis0引言助推器采用水平分离的分离试验对助推器分离飞行姿随着现代航天航空运载器、武器的大型化、巨型态控制难度大，助推器分离飞行过程中与芯级结构碰化，各种型号全尺寸大质量结构动力学地面试验复杂撞边界干涉检查无法有效进行。因此，助推器竖直分性倍增，试验可靠性不易保证。新一代运载火箭研制离试验更

7、适合新一代运载火箭助推器分离装置考核及[1,2]过程中，为了研制产品系统设计合理可行，保障型边界碰撞干涉检查。[3]号成功飞行，需要开展以“大尺寸、大位移、大质量、助推器竖直分离时，被大推力火箭沿横向推开，大能量”为特征的助推器动态分离地面试验及仿真分远离主芯级，因此，助推器横向速度快，动能动量大，[4,5]析。助推器分离回收难度极大。目前中国常用的助推器分新一代运载火箭助推器直径大于3m，长度大于离回收系统一般由柔性网、钢索、海绵和钢梁等材料26m，质量超过16t，尺寸和质量远超先前的运载火和元件组成，由于其吸能特性

8、较弱，且引起薄壳结构箭助推器。国外能源号运载火箭助推器与芯级分离地的局部破坏风险高等因素，较难满足新一代运载火箭面试验中，助推器采用水平分离方式，能够对助推器助推器分离安全回收的要求。作为大型助推器分离回与芯级分离机构的可靠性进行考核，且助推器分离回收研制的新型吸能型回收系统，在正式助推器分离试收难度小。然而，相比助推器与芯级竖直