【摘 要】
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在现代空天一体化信息的战争条件下,当现有军事卫星与火箭发射基地被敌方破坏、摧毁后,亟需建立新的信息化作战体系,而通过小型运载火箭能机动、快速、低成本地将新的卫星送入太
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在现代空天一体化信息的战争条件下,当现有军事卫星与火箭发射基地被敌方破坏、摧毁后,亟需建立新的信息化作战体系,而通过小型运载火箭能机动、快速、低成本地将新的卫星送入太空。本文以小型运载火箭为背景,针对其上升段弹道的动力学特性展开研究与分析,以其运载火箭动力学模型为基础,研究在各种复杂动力学影响因素,包括:发动机摆动、箭体弹性变形、贮箱晃动及干扰风等因素对其弹道特性的影响。运载火箭成功完成发射任务需要依靠精确的控制系统及执行机构来实现,而现有小型运载火箭的结构特点决定了其控制力/力矩的产生,需依靠发动机在伺服机构的控制下摆动来实现,而该过程不可避免会引入相应的摆动干扰因素;再者现代运载火箭长细比较大、结构刚度较小,弹性振动表现出梁式模态特征,在弹性建模时通常用一维梁的弯曲振动方程描述箭体在俯仰、偏航两个横向方向的弹性振动;而贮箱推进剂的晃动问题,在只考虑小幅晃动条件下,贮箱内液体晃动和一个弹簧质量系统构成的振动子的振动在数学上等效,故采用质量-弹簧-阻尼器模型等效力学模型来模拟液体晃动。综合考虑以上动力学因素影响,同时结合运载火箭一般刚体动力学模型,基于Matlab/Simulink环境为平台搭建了上升段动力学仿真框架,并对其结果做了相应的分析和评价。本文通过理论分析和仿真验证的方式对运载火箭动力学特性展开研究,具有一定的工程实用性,可为小型运载火箭相关领域的研究提供参考。
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