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空间轨道转移飞行器推进系统静态仿真与质量优化

专 业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 空间轨道转移飞行器 推进系统 静态仿真 质量优化
分类号: V47
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


本文针对液体推进剂空间轨道转移飞行器推进系统的静态特性、系统质量及质量优化等方面进行了研究。

采用模块化方法建立液体推进剂空间轨道转移推进系统的静态数学模型,用LabVIEW开发出对应模型的仿真计算软件,应用该软件分别对N2O4\MMH、N2O4\UDMH、LO2\LH2、LO2\RP-1等推进剂组合的推进系统进行静态仿真计算。

再对各推进系统进行干扰因素分析,确定敏感度较大的干扰因素。

应用应力分析法建立推进系统的贮箱、推力室、管路和活门等主要部件的质量数学模型,引入静态仿真结果求解质量模型。

在推进剂量一定和工作时间一定两种情况下,估算上述四种推进剂组合推进系统的质量、总冲等特性参数并进行分析比较。

把有限元分析技术应用到贮箱结构分析和优化设计。

针对某空间表面张力贮箱,建立其有限元模型,并对该模型进行线性和非线性结构分析。

根据分析结果对贮箱的壁厚及法兰进行结构优化设计,得到一个受力较好,质量较轻,同时满足安全余量设计要求的贮箱优化模型。

基于上述静态仿真、质量评估及干扰因素分析结果,考虑多干扰因素的耦合影响,以推力和比冲等性能指标为约束条件,以系统最小干质量为目标函数,建立推进系统质量优化数学模型。

采用遗传算法,用LabVIEW编程求解该优化模型,得出推进系统最小干质量及相应的系统设计及性能参数值..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图表目录
第一章 绪论
1.1研究工作的背景及意义
1.2国内外相关研究概述
1.2.1 SOTV研制概况
1.2.2 SOTV推进系统关键技术和研究热点
1.2.3静态特性仿真研究概述
1.2.4质量模型研究概述
1.2.5优化设计研究概述
1.3本文主要工作及章节安排
第二章 SOTV推进系统静态仿真及干扰因素分析
2.1引言
2.2液体推进剂空间推进系统静态数学模型
2.2.1推进系统常用组件
2.2.2液路通用积分方程
2.2.3液路模型
2.3 SOTV推进系统静态数学模型
2.3.1贮箱到三通节点的压力平衡方程
2.3.2三通到推力室的压力平衡方程
2.3.3流量平衡方程
2.3.4推力室方程
2.4仿真计算
2.5干扰因素分析
2.6小结
第三章 常用推进剂组合SOTV推进系统质量评估
3.1引言
3.2推进系统质量数学模型
3.2.1推进剂质量数学模型
3.2.2贮箱质量数学模型
3.2.3导管和活门质量数学模型
3.2.4推力室质量数学模型
3.3质量估算
3.3.1组件材料选择
3.3.2推进剂量一定时各系统质量估算
3.3.3工作时间一定时各系统质量估算
3.4小结
第四章 空间表面张力贮箱结构分析与优化设计
4.1引言
4.2贮箱有限元模型的建立
4.2.1表面张力贮箱简介
4.2.2有限元模型的建立
4.3结构分析
4.3.1线性结构分析
4.3.2非线性结构分析
4.3.2爆破失效压力及区域分析
4.4优化设计
4.4.1贮箱壳体优化设计
4.4.2法兰的优化设计
4.5小结
第五章 基于遗传算法的推进系统质量优化
5.1引言
5.2遗传算法简介
5.2.1遗传算法概要
5.2.2遗传算法的运算过程
5.2.3遗传算法的应用
5.3优化数学模型
5.4优化模型求解
5.4.1求解方法选择
5.4.2遗传算法求解
5.5小结
第六章 结束语
6.1结论
6.2展望
参考文献

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中图分类: > V47 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天器及其运载工具

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