火箭、导弹等飞行器在发射到完成既定任务的过程中需完成多次分离操作,如助推器分离,级间分离等,而分离的可靠性与飞行器的轨迹安全有着紧密的联系,因此对于分离可靠性的研究具有重要的现实意义。分离操作涉及弹道、控制、结构、火工品、动力等多个系统的协同工作,目前通常将分离系统各单机划归到控制、火工品等其他系统进行可靠性分析计算,缺乏单独针对某一分离环节分析分离系统的可靠性的研究。本文对于飞行器的分离运动可靠性进行了详细研究,并开发了通用分离可靠性分析软件,主要研究内容如下:研究了多种约束形式下的飞行器分离运动的轨迹安全特性。基于变拓扑多体动力学的相关理论,将飞行器的分离过程按照拓扑结构划分为多个阶段,分阶段进行动力学建模,针对不同分离场景对可能涉及到的载荷作用进行了全方位的数学化建模,分析分离过程两体的相对运动模型,提出了基于特征点距离和分离体落点的多种分离安全性判据。采用蒙特卡洛(Monte Carlo)打靶仿真的方式进行了分离运动可靠性分析研究。提出了采用Monte Carlo方法进行可靠性分析的理论依据,并提出了以可靠度为指标的可靠性评估模型。对于分离过程存在的偏差和干扰因素进行了分析,并对它们可能服从的分布进行了数学化建模。针对打靶仿真,设计了随机抽样试验,基于数理统计相关理论,对可靠度的概率分布进行了假设检验,建立了可靠度估计的数学模型。设计并开发了通用分离可靠性分析软件。对用户关于软件的功能需求和性能需求进行了系统分析总结,依据软件的通用性设计思想,对软件的总体架构以及主要模块及其子模块进行了详细设计,并对软件各部分的接口关系进行了梳理。在此基础上,对软件的界面进行了设计,并对文件进行了系统化管理。总体来说,本文对多种形式的分离运动过程进行了详细分析,对分离过程的运动可靠性进行了研究。本文设计的通用分离可靠性软件可以为未来分离系统的设计提供重要参考。