CN103853869B - 一种飞行器分离仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器分离仿真方法，其包括以下步骤：确定多点‑点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；建立分离机构系统动力学模型；建立飞行器分离动力学仿真模型；确定影响飞行器分离性能的各种参数，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数；综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析。本发明通过建立的仿真分析模型，综合考虑多个主要影响因素，对飞行器分离全过程进行了动力学仿真分析，并且经济、高效。

Description

一种飞行器分离仿真方法

技术领域

本发明涉及航天飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行器分离仿真方法。

背景技术

目前，航天飞行器多采用串联方式搭载，并在任务中要完成多次分离，而分离机构系统的设计，要求与结构高度耦合，具有可靠性高、环境适应性强等特点，是影响飞行任务成败的关键环节之一，同时受重力影响，分离过程很难在地面试验模拟。所以飞行器分离仿真分析就显得必不可少。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种飞行器分离仿真方法，其包括以下步骤：

确定多点-点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；

建立分离机构系统动力学模型；

建立飞行器分离动力学仿真模型；

确定影响飞行器分离性能的各种参数，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数；

综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析。

较佳地，所述多点-点式分离机构设计参数包括分离弹簧分布位置、分离弹簧刚度、分离弹簧压缩量，所述主被动飞行器结构设计参数包括主动飞行器质心、被动飞行器质心、主动飞行器质量、被动飞行器质量、主动飞行器质量惯量、被动飞行器质量惯量。

较佳地，所述分离机构系统动力学模型在ADAMS中建立的。

较佳地，建立飞行器分离动力学仿真模型的方法为：

选取适当的材料刚度、法向力中材料刚度贡献值的指数、接触材料的阻尼、全阻尼时的穿透值，然后在ADAMS中建立飞行器分离动力学仿真模型。

较佳地，所述影响飞行器分离性能的各种参数包括分离弹簧力偏差、分离弹簧安装位置偏差、分离弹簧力作用点便宜、弹簧推力线偏差、主动飞行器质心偏差、被动飞行器质心偏差、解锁不同步性、分离插头电脱失效、温度引起弹簧刚度的变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过采用以上方法确定了飞行器分离机构系统主要结构设计参数，通过建立的仿真分析模型，综合考虑多个主要影响因素，对飞行器分离全过程进行了动力学仿真分析，并且经济、高效。可以广泛应用于飞行器多点-点式分离机构动力学仿真分析，有效提高飞行器分离系统设计及其性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的飞行器分离仿真分析模型；

图2 是本发明实施例提供的分离弹簧动力学模型；

图3为本发明实施例提供的分离弹簧结构示意图；

图4为本发明实施例提供的分离弹簧性能参数动力学曲线；

图5为本发明实施例提供的分离弹簧对外作用力时间历程曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种飞行器分离仿真方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：确定多点-点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；

步骤2：建立分离机构系统动力学模型；

步骤3：建立飞行器分离动力学仿真模型；

步骤4：确定影响飞行器分离性能的各种参数，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数：

步骤5：综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析。

本发明通过采用以上方法确定了飞行器分离机构系统主要结构设计参数，通过建立的仿真分析模型，综合考虑多个主要影响因素，对飞行器分离全过程进行了动力学仿真分析，并且经济、高效。可以广泛应用于飞行器多点-点式分离机构动力学仿真分析，有效提高飞行器分离系统设计及其性能。

实施例

如图1所示，为本发明建立的飞行器分离仿真分析模型，本实施例提供了一种飞行器分离仿真方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：确定多点-点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；如图1所示，本发明一共选取9个结构参数，具体为：1) 主动飞行器1质心；2）被动飞行器2质心；3）主动飞行器1质量；4）被动飞行器2质量；5）主动飞行器1质量惯量；6）被动飞行器2质量惯量；7）分离弹簧分布位置；8）分离弹簧刚度4；9）分离弹簧压缩；

步骤2：建立分离机构系统动力学模型3；选定适当的材料刚度、法向力中材料刚度项贡献值的指数、接触材料的阻尼、全阻尼时的穿透值，如图2所示，在ADAMS中建立分离机构系统动力学模型；

步骤3：建立飞行器分离动力学仿真模型；

步骤4：确定影响飞行器分离性能的各种参数，共9个影响参数，具体为：1)分离弹簧力偏差、2)分离弹簧安装位置偏差、3)分离弹簧力作用点偏移、4)弹簧推力线偏差、5)主动飞行器质心偏差、6)被动飞行器质心偏差、7)解锁不同步性、8)分离插头电脱失效、9)温度引起弹簧刚度的变化，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数；

步骤5：综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析；

综上所述，本发明提供了一种飞行器分离仿真方法，该方法包括如下步骤；步骤1：确定多点-点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；步骤2：建立分离机构系统动力学模型；步骤3：建立飞行器分离动力学仿真模型；步骤4：确定影响飞行器分离性能的各种参数，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数；步骤5：综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析。本发明通过采用以上方法确定了飞行器分离机构系统主要结构设计参数，通过建立的仿真分析模型，综合考虑多个主要影响因素，对飞行器分离全过程进行了动力学仿真分析，并且经济、高效。可以广泛应用于飞行器多点-点式分离机构动力学仿真分析，有效提高飞行器分离系统设计及其性能。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种飞行器分离仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定多点-点式分离机构、主被动飞行器结构设计参数；所述多点-点式分离机构设计参数包括分离弹簧分布位置、分离弹簧刚度、分离弹簧压缩量，所述主被动飞行器结构设计参数包括主动飞行器质心、被动飞行器质心、主动飞行器质量、被动飞行器质量、主动飞行器质量惯量、被动飞行器质量惯量；

建立分离机构系统动力学模型；

建立飞行器分离动力学仿真模型；

确定影响飞行器分离性能的各种参数，并进行单因素影响仿真分析，确定主要影响参数；所述影响飞行器分离性能的各种参数包括分离弹簧力偏差、分离弹簧安装位置偏差、分离弹簧力作用点便宜、弹簧推力线偏差、主动飞行器质心偏差、被动飞行器质心偏差、解锁不同步性、分离插头电脱失效、温度引起弹簧刚度的变化；

综合考虑主要影响参数对飞行器分离性能的耦合仿真分析。

2.如权利要求1所述的飞行器分离仿真方法，其特征在于，所述分离机构系统动力学模型是在ADAMS中建立的。

3.如权利要求1所述的飞行器分离仿真方法，其特征在于，建立飞行器分离动力学仿真模型的方法为：

选取适当的材料刚度、法向力中材料刚度贡献值的指数、接触材料的阻尼、全阻尼时的穿透值，然后在ADAMS中建立飞行器分离动力学仿真模型。