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考虑卫星推进剂晃动状态的卫星分离动力学分析

专 业: 力学
关键词: 星箭分离 分离系统 推进剂晃动 分离动力学
分类号: V411.4
形 态: 共 60 页 约 39,300 个字 约 1.88 M内容
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内容摘要


目前,在星箭分离模型中广泛采用的是六自由度刚体模型,然而卫星推进剂的晃动对分离过程有较大影响。

迄今为止国际上的大部分卫星服务对该问题也仅限于定性的晃动分析。

本文以CZ-3B运载火箭发射APSTAR-Ⅳ卫星为应用背景,在国内首次考虑了卫星推进剂贮箱内液体晃动情况,对星箭分离过程的动力学问题进行了定量分析研究。

本文的主要内容包括以下几个方面:

对卫星与火箭之间的接口要求进行分析,完成了包括机械接口设计和电器接口设计两个方面工作。

然后根据接口协调设计的结果和分离要求实现了分离装置的初步设计。

建立了星箭组合体的刚体运动方程和欧拉动力学方程,并在俯仰和偏航两个通道添加了考虑晃动的卫星动力学模型。

在星箭接口和分离装置设计的基础上,完成了包括分离碰撞边界、分离后卫星与火箭的姿态角、姿态角速度和分离速度等特性的近场分离分析。

将考虑了卫星贮箱推进剂晃动与仅考虑刚体模型的星箭分离结果进行比较,分析了卫星贮箱内推进剂晃动质量对分离姿态的影响。

本文完成了考虑卫星贮箱推进剂存在晃动质量的状态下的定量分离分析,具有一定创新性,对今后我国长征系列运载火箭进行卫星服务时的星箭分离分析工作具有一定借鉴指导意义..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图目录、表目录
第一章 概述
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究情况
1.3 研究内容
1.4 本章小结
第二章 星箭接口、解锁及分离系统
2.1 星箭接口、解锁及星箭分离系统简介
2.2 分离系统设计
2.3 本章小结
第三章 分离动力学建模
3.1 分离动力学模型
3.1.1 坐标系的定义
3.1.2 刚体动力学模型建立
3.1.3 晃动模型建立
3.1.4 质心及惯量
3.1.5 分离过程中的最小间隙计算
3.2 本章小结
第四章 仿真分析
4.1 分离要求及原始数据
4.2 分离分析状态及分析结果
4.3 分离结果分析
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 下一步工作展望
参考文献

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中图分类: > V411.4 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学

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