火箭弹射座椅Bayes可靠性评估方法

建立了一种综合利用分系统历史信息以及少量座椅试验数据的火箭弹射座椅Bayes可靠性评估方法.利用最大熵方法融合分系统可靠性信息,推导了从分系统可靠性矩到系统可靠性矩的计算公式,最后利用Bayes定理评估系统可靠性.采用该方法对某型火箭弹射座椅可靠性进行了评估,在置信水平0.90情况下其可靠度达到了0.951.结果表明,这种方法是有效的,能在少量的整机试验下,获得对火箭弹射座椅可靠性较为准确的评估.     

流场分析在弹射座椅研制中的应用

本文利用Fluent软件对弹射座椅火箭发动机内流场和喷管羽流rocket efflux,以及座椅弹射二维空间流场进行了数值模拟,并对在座椅研制过程中开展整个座椅弹射空间流场分析的重要性进行了论述。对于座椅弹射火箭内弹道和结构设计,以及双座弹射过程中喷管羽流的危害评估都具有一定的指导作用,对加强弹射座椅的安全防护和结构改进也有一定的借鉴作用。     

流场分析在弹射座椅研制中的应用

本文利用Fluent软件对弹射座椅火箭发动机内流场、喷管羽流以及座椅弹射二维空间流场进行了数值模拟,并对研制过程中开展座椅弹射空间流场分析的重要性进行了论述。对于座椅弹射火箭内弹道和结构设计,以及双座弹射过程中喷管羽流的危害评估都具有一定的指导作用,对加强弹射座椅的安全防护和结构改进也有一定的借鉴作用。     

某型飞机双座弹射轨迹仿真分析

以HTY-8座椅为原型,建立了具有轨迹发散作用的仿真模型,通过仿真,比较分析了发散火箭在不同冲量和不同弹射条件下对弹射轨迹的影响。仿真结果表明,在零速度或速度较低的弹射条件下,采用发散火箭是必要的。在中高速弹射条件下,由于前后座椅弹射具有一定的时间差,X方向轨迹离散,前后座椅弹射轨迹发散,发散火箭的作用并不明显,尚需进一步分析人椅分离后先弹射的座椅的运动轨迹。在不利姿态弹射条件下,横滚时发散火箭作用并不明显,俯冲时则能够起到轨迹发散作用。     

弹射座椅气动参数的数值计算

为了解决弹射座椅研究中风洞试验不足和气动参数缺乏的问题,尝试了采用计算流体力学（CFD） 方法,利用CFD计算软件Fluent求解N－S方程,对弹射座椅的外流场进行数值计算,求得了弹射座椅不同姿态 下的气动参数值,并将部分气动参数与风洞试验的测量值进行了对比,结果发现,计算结果与试验值的变化趋 势完全相同,大多数计算值与试验值的误差都在１０％以内,能够满足工程计算的需要,可以作为试验值的补充 和替代。通过CFD方法在弹射座椅气动参数计算中的应用,可以看到CFD方法在弹射座椅的研究中有着广阔的 应用前景。     

垂直弹射系统弹射初始阶段内流场数值分析

针对燃气活塞弹射装置在垂直发射系统中的应用,采用计算流体软件Fluent的源项法,用UDF(用户自定义函数)编译来实现火药燃气的质量、动量、能量向高压室的注入,对弹射初始阶段高压室和低压室内燃气流场进行了数值分析,得出以下结论:高压室压力在破膜前快速上升,破膜后缓慢上升的趋势,在高压上下两端压力应力集中,低压室呈中间和两端压力应力集中现象,同时高压室形成的低速燃气经导管产生激波形成超声速燃气流撞击低压室,并分析了压力和速度对弹射装置的影响。计算结果表明,该方法能够较好地仿真弹射装置燃气流场的特性,为弹射装置优化设计和装药设计提供理论依据。     

直升机后向座椅的适坠性仿真分析

针对航空座椅的动态冲击试验,目的是航空座椅更好的承受紧急着陆事件和保护乘员安全,但是适航认证的物理动态测试成本过高。采用有限元法建立出合适的航空座椅/假人系统的有限元模型,根据CCAR 27部规章添加边界条件和地板变形进行座椅适坠性的仿真分析。通过与物理试验的结果对比,具有良好的一致性。在垂直冲击下,假人腰椎受到损伤最为严重;座椅板会出现与外框架的连接脱落;连接的滑动螺栓在保护乘客方面不够可靠;地板的变形会对座椅结构进一步产生破坏。利用有限元分析研究了第95百分位假人在飞机乘客座位上的影响,与50百分位的假人相比,假人损伤增加15%～25%,座椅负荷增加10%～20%。为了提高座椅对乘客保护能力,提出座椅改进设计方案,为同类型产品研发提供指导。     

航天发射火箭尾焰冲击流场三维数值研究

航天发射时火箭燃烧尾焰冲击干扰效应对发射稳定性和发射架、导流槽等地面设施有重要影响。采用压力隐式算子分裂算法,通过求解Navier-Stokes方程,对火箭外流场、发动机燃烧室内与尾焰流场进行了一体化三维数值计算。得到了火箭发射后尾焰与地面撞击产生的冲击流场。结果表明:尾焰流场计算模型、方法与结果合理;尾焰冲击干扰效应会大幅提高地面附近的压力和温度。火箭尾焰撞击地面后,高温区出现在离地面一定距离的高温层内,此时地面附近为低速区。尾焰对其正下面的地面区域产生冲击最大,主要干扰区域集中于半径为15 m的圆形区域。     

二维火箭发动机燃烧室化学反应粘性流场的数值模拟

用时间相关法的显式格式 ,结合两方程的k -ε湍流模型求解氢氧发动机燃烧室中的粘性化学反应流场 ,化学反应采用 9种组分、5个主要反应的有限速率的化学反应模型 ,得到了流动参数与组分的质量分数在燃烧室中的分布情况。其结果同理论分析的结果相一致 ,从而验证了用数值模拟方法取代部分实际试验的可行性及可信性     

新型驾驶员座椅半主动悬架PID控制仿真研究

将带附加气室的空气弹簧和磁流变减振器应用于剪式座椅中,推导了座椅悬架系统的传递函数.在MATLAB/Simulink环境下建立了座椅悬架PID控制仿真模型,模型中的激励为座椅支承中心加速度.以HY-Z04型剪式座椅为基础,选用ContiTech公司的SK37-6型膜式空气弹簧和美国LORD公司生产的LORD-1005型磁流变减振器,以实测座椅支撑中心处加速度为激励,用座椅悬架PID控制仿真模型仿真研究了车辆以8 km/h行驶时的加速度响应.研究结果表明:PID控制后的座椅加速度明显小于未加PID控制的座椅加速度.     

火箭助飞鱼雷分离舱张开特性试验与数值研究

为了研究火箭助飞鱼雷雷箭分离时分离舱的张开特性,从而为雷箭分离方案设计提供理论支撑,建立了分离舱张开特性试验与数值研究方法。首先,设计了火箭橇地面试验模拟雷箭分离环境,对分离舱张开时序进行监测记录,通过试验数据辨识获取分离舱张开特性;然后,提出了基于定常气动力修正来研究分离舱动态张开特性的数值方法,并与试验结果进行对比验证;最后,在此基础上,采用基于定常气动力修正的数值方法,分析了侧滑角对分离舱张开特性的影响。该数值方法利用典型状态下定常气动计算结果,即可对不同分离条件下的分离舱张开过程进行模拟,与完全非定常数值方法相比,该方法具有计算量小、效率高的特点,适用于雷箭分离初步方案快速评估。数值分析结果表明,侧滑角会导致左右分离舱张开不同步,并且在雷箭分离前,需对侧滑角进行严格控制以降低雷箭分离时干涉和碰撞的风险。     

三摆臂式扰流片矢量气动力数值仿真研究

为适应智能可控弹药发动机喷口愈来愈小的发展趋势,本文针对三摆臂式扰流片矢量控制形式开展了气动力数值仿真。研究了三摆臂式扰流片推力和侧向力调节能力。计算结果表明：推力随着主推角的增加而降低,最大推力损失仅与主推角有关;当主推角大于36°,扰流片间的气动干扰增强;侧向力随着侧向角和入口压力的增加而增大;当三个扰流片均位于发动机尾流中,前后方向和左右方向侧向力调节干扰小,且侧向力调节对推力影响小。     

关于数值振荡与数值稳定性关系的注记

Pieter Wesseling在其《计算流体力学原理》中构造了一个虽有数值振荡但却稳定的例子,研究上述例子,发现其结论有待修正.本文从直接解离散方程组和利用特征值理论两个方面,并作误差估计,都得出结论带有数值振荡的格式是不稳定的.     

基于HLA的火箭测发仿真系统时间管理研究

以运载火箭为研究对象,通过对高层体系结构（HLA）仿真系统中的时间管理服务的研究,设计一种满足实时测发流程仿真时间管理方案.通过对火箭测试仿真系统的结构进行分析,介绍此系统时间管理方案中的时间管理策略、消息传递机制、时间推进机制及时间推进方案,并通过仿真给予验证.     

固体火箭发动机撞击点火数值模拟计算

装填高能复合推进剂的固体发动机,在跌落和撞击等情况下可能发生燃烧或爆炸. 为了对发动机低速撞击下的安全性进行评价,建立了发动机撞击靶板点火计算模型,采用热力耦合算法实现机械能和热能之间的转化,采用Arrhenius方程描述推进剂自热反应过程. 对直径为200 mm和480 mm发动机撞击靶板过程进行数值模拟计算,获得了与火箭橇实验结果一致的速度阈值范围. 结果表明计算模型能较好描述发动机撞击点火过程. 计算结果表明,装药量大的发动机撞击后更容易发生点火,发动机撞击点火速度阈值与装药量的对数成线性关系.     

多级固体火箭制导方案设计与仿真

高超音速飞行器的发射要求满足多项终端约束条件,多约束条件对于带关机控制的液体火箭发动机来说比较容易实现,对于耗尽关机型固体火箭,需通过能量管理来消耗多余能量,满足约束条件.在待增速度的计算中引入能量管理,通过弹道设计和制导方法来进行终端能量的管理,实现具有工程应用价值的闭路制导,对多级固体火箭制导方案设计问题进行深入的研究.通过数字仿真,综合比较不同制导方案的制导精度,获得最优制导方案,为多约束条件下选择高精度制导方案提供参考.     

基于模型标定的重型卡车座椅动态舒适性仿真研究

为了减轻重型卡车驾驶员的疲劳,增加了减振机构来提高座椅的动态舒适性。提出一种基于模型标定的座椅动态舒适性研究方法。首先通过台架试验得到了空气弹簧的刚度和阻尼器的阻尼参数。然后对座椅进行模态试验和传递率特性试验,获得座椅模态频率与传递率信息,采用迭代寻参的方法确定连接部位的刚度和阻尼参数,从而建立准确的有限元模型。最后进行模态、传递率和随机振动仿真分析,通过仿真结果评估座椅动态舒适性。结果表明,仿真与试验的模态频率误差小于3%,传递率峰值误差小于10%,且该座椅固有频率与人体敏感频率不重合,座椅在非共振频率段的传递率较小。降低共振频率下传递率的波峰值与响应点的均方根加速度值可以提高座椅的动态舒适性。     

运载火箭遥测系统数值仿真研究

为了满足在无发射任务期间参试人员训练和新兵学习的需求。本文对运载火箭主要联邦之一的遥测系统进行面向训练的计算机全数字仿真。遥测系统的作用是对火箭的各种参数进行检测,并把检测结果通过信道传送到地面控制台进行数据处理和显示,实现对火箭的远程监控。本论文完整地模拟了遥测系统对各联邦遥测信号的采集．鳊码、调制、发射、接收、解调、解码全过程数字仿真,为参试人员提供了一个系统学习的平台。     

火箭强噪声试验装置跌落仿真分析

为某一火箭强噪声试验装置阵面建立了复杂的3维模型。用ANSYS软件对模型进行了逼真、细致的跌落仿真模拟,并作出了详细分析。得出一些结论:最大应力出现在刚触地瞬间,位置为触地的局部区域。集中应力以震荡的形式上下传递。集中应力一般出现在音头底座附近及壳体拐角处,所以这些地方应重点加强。180°跌落最安全。为产品的空投包装设计与空投方式提出了建设性意见。     

三座飞机指令弹射系统方案研究

指令弹射系统的功能主要是用来控制多座飞机的乘员应急弹射离机的先后顺序和时间间隔.针对国内多座飞机指令弹射系统发展的需要,对三座飞机指令弹射系统方案进行研究,提出合理的可行方案,并对方案进行理论分析、仿真计算,证明只要考虑周全、方案合理,可以对三座飞机指令弹射系统开展后面的实质工程研究工作.