垂直起降运载器着陆系统展开锁定机构设计与分析

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaolch010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
返回着陆系统技术是垂直起降可重复使用运载器顺利回收的必要保证。本文以垂直起降运载器的展开锁定机构为研究对象,针对其结构设计、工作过程、强度性能、稳定性、展开运动特性、试验对比等内容进行相关研究。主要内容如下:
  依据某运载火箭的总体参数和技术指标,设计了运载器返回着陆系统的总体布局,并对返回着陆系统中的展开锁定机构进行详细的结构设计,使其能满足展开、锁定、承载的任务要求。利用有限元软件建立展开锁定机构关键受力点有限元静力学模型、动力学模型和稳定性分析模型,进行机构锁定后的静强度计算、机构上锁冲击动力学计算和机构稳定性分析计算。计算结果表明机构的应力、变形、受力在安全范围内,且机构轴向受压时是稳定的。
  根据展开锁定机构工作原理和着陆系统展开过程建立返回着陆系统的展开动力学模型。分别建立机械结构模型和气压驱动模型,并通过接口模块进行气动-机械联合仿真,讨论有无气动阻力、供气压力大小、减压阀出口压力大小、支腿进排气口面积、运载器下落速度、箭体过载、箭体倾斜角对展开运动的影响。
  根据所设计的展开锁定机构和着陆系统总体布局,设计加工了等比样机及其着陆系统模型,并设计了展开试验系统。使用该试验系统进行了运载器的展开试验,通过试验结果与动力学模型的对比分析,验证了所设计展开锁定机构符合使用要求,为后续的进一步设计和改进提供了依据。
其他文献
随着电子信息技术发展,嵌入式微控制器拥有越来越强大的性能,使得无人机飞行控制系统软件趋向于多功能化和多任务化。然而,传统的飞控软件一般是用C语言实现的,导致软件系统难以扩展和功能模块化。因为飞行控制系统软件的核心部分是大致相同的,所以可以利用面向对象思想和组件技术,将这些核心内容进行设计并实现,使得软件系统具有可扩展性,从而能快速增加新的功能。本文首先通过分析现有飞控软件设计的不足,提出利用C++
学位
倾转四旋翼飞行器具有垂直起降、悬停、高速前飞、远航程、大载荷等特点,是当前航空界的研究热点。为了对标V-280倾转旋翼机,本文开展了一种最大起飞重量为17.2吨的倾转四旋翼飞行器总体布局研究。首先,通过分析已有倾转旋翼飞行器的相关特点和性能参数,本文提出了总体构型及初步布局方案,确定了总体参数,进行了全机重量分配。利用CFD对悬停状态、过渡状态及前飞状态的倾转四旋翼飞行器进行了数值模拟研究,随后对
无轴承式旋翼以其结构简单、重量轻、操纵性好及可靠性高等特点,在中小型直升机旋翼构型设计中应用逐渐广泛。柔性梁结构设计是无轴承式旋翼桨毂设计的关键技术之一,本文围绕柔性梁结构动力学优化设计这个核心问题,完成了以下工作:(1)研究了复合材料梁力学的主要理论及分析方法,求解梁翘曲场及本构方程得到刚度系数矩阵;采用变分渐进法建立复合材料梁剖面特性分析模型,通过经典层合梁理论方型梁算例及盒型复合材料梁算例,
学位
多钉连接是飞机常用的连接形式,但由于复合材料的低延展性和脆性,使得复合材料板多钉连接载荷再分配能力差,钉载分配不均匀,而飞机结构的破坏也多发生在这些承载大的孔或紧固件上,因此确定各紧固件钉载并使之均匀分布是研究复合材料多钉连接的关键。本文在试验研究的基础上,利用有限元分析方法对复合材料-钛合金混合结构多钉连接的钉载分配进行了研究。本文的主要内容包括:(1)开展复合材料-钛合金混合结构多钉连接试验,
学位
旋翼桨叶运行模态参数的准确识别对于直升机的动力学设计和旋翼桨叶气动载荷计算具有重要意义,而且由实测响应数据识别的模态参数相比于理论分析结果更能真实地反映旋翼系统工作时桨叶的动力学固有特性。本文对使用基于应变响应的协方差驱动随机子空间法对旋翼桨叶应变模态参数识别进行研究。首先使用由应变和应变变化率构造的状态向量推导了连续时间的状态空间模型,对模型在时间上进行离散化得到离散时间的状态空间模型,引入噪声
学位
旋翼作为直升机主要升力来源,其气动特性对直升机的噪声水平,振动水平,飞行性能,飞行品质有着不小的影响。因此,运用高精度数值格式对旋翼涡流场进行有效模拟以准确预测旋翼空气动力学特性对于直升机的发展十分重要。第一章主要介绍了本文的研究背景以及旋翼流场数值模拟,高精度格式和直升机干扰流场数值模拟等相关领域的国内外研究现状,表明了发展旋翼涡流场高精度数值模拟方法和研究直升机旋翼/机身等气动干扰问题的重要意
学位
复合材料具有高比强度、高比刚度、良好的抗疲劳性能等优良特性,为飞机结构轻量化设计提供了更多选择。由于复合材料结构的设计变量更多,设计空间维度更高,设计难度更大,国内外许多学者对复合材料的优化设计及应用做出了深入的研究,使得复合材料得以在飞机结构上获得大量的应用。本文对某全复合材料机体飞机进行了结构优化设计。首先根据飞机各部件载荷情况及边界条件,基于变密度法对结构进行了拓扑优化,得到结构的初步材料分
学位
现代直升机受到各种复杂的操作限制,这些限制定义了其飞行包线。直升机飞行包线保护系统的任务是监测和保持直升机在这些限制范围内进行机动飞行。对于传统的飞行包线保护方法,飞行员需要对限制边界保持监视,这将增加飞行员的工作负荷。通过简化操作飞行包线的方式虽然可以将直升机限制在安全飞行范围内,但是不能完全发挥直升机的性能。为了降低飞行员工作载荷,提高直升机机动性能,实现直升机的“无忧机动”,有必要对直升机飞
学位
飞行控制器是无人机实现航点飞行,任务执行的核心部件。日益发展的无人机应用需求,对无人机的控制系统提出了更高等级的要求。传统的控制系统的开发方式,耗时耗力,而采用快速原型技术可以高效地进行飞行控制系统的开发。本文的具体工作有:首先,介绍快速原型的国内外研究现状,分析传统开发方式的不足与快速原型的优势。以STM32F4嵌入式处理器为核心,采用图形化方式配置底层硬件接口,构建快速原型试验调试平台。具体研
学位
无人机由于其突出的机动和续航性能,正成为舰载机发展的一个重要趋势。本文以大型固定翼无人机为研究对象,针对着舰过程存在的着舰区域狭小、模型的强非线性耦合及参数摄动、舰尾流扰动和舰船甲板运动等问题,进行了着舰控制方法的相关研究。主要内容包括:  (1) 建立了风扰下的无人机动力学模型和运动学模型,并分析了其下滑性能。建立了舰船运动模型和风扰模型。  (2) 根据风扰下的无人机内回路动力学模型,采用非线
学位