运载火箭牵制发射机构设计
关键词 运载火箭 牵制释放 有限元分析
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The Design Of Hold-down and Release Mechanism Of Launch Vehicle
Abstract
The hold down and release during the liftoff phase is a key technology in developing high reliability launch vehicle and securing the launch site in china. In some foreign countries, this technology has been applied to the launch of launch vehicle and space shuttle generally, which has been an important technology in the aerospace field. In our country, there was no application of this technology so far. We should do much researching on it.
Keywords Launch Vehicle Hold Down And Release FEM
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究状况 2
1.3 牵制释放机构研究内容 6
2 牵制释放机构总体方案设计 7
2.1牵制释放机构方案分析 7
2.2 牵制释放机构技术要求 9
2.3 牵制释放机构方案选择 9
2.4 爆炸器型牵制释放机构方案总体布局 10
3 牵制释放机构结构设计 12
3.1 牵制释放机构组成 12
3.2 减载缓释机构设计 12
4减载缓释机构释放过程仿真分析 16
4.1 ABAQUS/Explicit显式动力分析模块 16
4.2 ABAQUS中金属材料塑性定义 16
4.3 减载缓释机构有限元模型 18
4.4 减载缓释机构部件材料定义 18
4.5 减载缓释过程分析的相互作用和边界条件 19
4.6 减载缓释过程分析 20
致 谢 27
参考文献28
1 绪论
1.1 研究背景
运载火箭是人类开展航天活动必不可少的运输工具，犹如人类进入太空的“天梯”，也是实施太空战的“必由之路”，运载火箭具有巨大的推力，采用不同组合的运载火箭可以把各种不同类型的人造地球卫星、载人航天器和行星际探测器送入各自的运行轨道。自1957年苏联用“卫星”号运载火箭发射世界上第一颗人造地球卫星以来，全世界共有俄罗斯、美国、法国、日本、中国、欧洲空间局等国家和组织先后研制并成功发射了30多个系列的运载火箭，它们已把5000多个航天器送入了太空。
运载火箭的发展促进了空间资源的开发利用，对空间应用、科学探测、载人航天以及国际商业发射都具有重大意义。随着对运载能力要求的提高，重型运载火箭的发展是各国航天规划的重中之重。运载火箭箭体直径将会更大，并采用捆绑式助推器来增大推力，同时选用推力更大的发动机鉴于重型运载火箭的高研制成本，提高其可靠性和发射成功率就显得尤为重要。
在航天发展初期，运载火箭发射时通常是采用非强制释放发射[1]，即运载火箭自然矗立在发射台上，与发射台没有强制连接，当发动机推力超过火箭重力时，火箭缓慢起飞。运载火箭起飞过程中，许多设备都处于由准备状态逐步转入正常工作状态的启动阶段，极易出现各种问题，特别是发动机点火异常、推力异常等，可能造成火箭倾倒、爆炸解体、发射台被毁等灾难性后果[2]。随着航天发射技术的发展和商业航天发射对可靠性和安全性的迫切需求，寻找到一种可以在运载火箭离开发射台前充分暴露安全隐患以便终止发射的一种发射技术，这就是牵制释放发射技术。