【摘要】：目前,航天發(fā)射技術(shù)已逐漸趨于成熟,技術(shù)要求逐漸降低,因此低成本、高性能的商業(yè)運載火箭的需求越來越強烈。國外已經(jīng)開始了垂直起落方式的可重復(fù)使用運載火箭方案的飛行試驗,但以往的研究中,可重復(fù)使用火箭彈性緩沖裝置方面的研究非常少,且主要集中于多剛體模型或多剛體向單剛體模型簡化方向上,并不考慮系統(tǒng)構(gòu)件的彈性變形。本文從生物跳躍角度出發(fā),設(shè)計可重復(fù)使用火箭彈性緩沖裝置,對關(guān)鍵吸能減震部分進行設(shè)計和控制系統(tǒng)進行設(shè)計,最終進行聯(lián)合仿真,得出可重復(fù)使用火箭彈性緩沖裝置系統(tǒng)的著陸緩沖性能。本文主要研究內(nèi)容如下:從仿生學(xué)原理來思考彈性緩沖裝置的基本組成部分,設(shè)計出彈性緩沖裝置的總體結(jié)構(gòu)。建立可重復(fù)使用火箭彈性緩沖裝置系統(tǒng)多自由度的空間運動系統(tǒng)坐標系,通過分析系統(tǒng)自由度和著陸方式,對彈性緩沖裝置系統(tǒng)的著陸過程進行分析,得到著陸系統(tǒng)模型,并進行簡化模型,建立彈性緩沖裝置系統(tǒng)的動力學(xué)模型。對磁流變液及磁流變阻尼器的工作模式進行研究,了解磁流變阻尼器基本工作原理。對磁流變阻尼器的力學(xué)模型進行研究,并建立針對彈性緩沖裝置的緩沖系統(tǒng)力學(xué)模型。經(jīng)過分析研究,對磁流變阻尼器進行力學(xué)分析和材料選取,設(shè)計出一種適合彈性緩沖裝置的磁流變液。最后對磁流變阻尼器進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電磁分析,確定緩沖系統(tǒng)的力學(xué)參數(shù)。應(yīng)用模糊控制系統(tǒng),分析確定模糊控制器的控制方法、量化因子、比例因子和語言變量等。對模糊控制器的結(jié)構(gòu)、變量和控制狀態(tài)進行分析,規(guī)定“模糊控制規(guī)則”。應(yīng)用Matlab中的模糊邏輯工具箱設(shè)計出針對可重復(fù)使用火箭彈性緩沖裝置的mamdani型模糊控制器,并確定模糊控制系統(tǒng)參數(shù)。應(yīng)用Adams和Matlab/Simulink對可重復(fù)使用火箭起落緩沖裝置進行聯(lián)合仿真,分析得出著陸系統(tǒng)著陸時的緩沖性能曲線。分析了彈性緩沖裝置著陸過程中的緩沖性能,說明本文設(shè)計能夠滿足著陸要求。分析不同控制策略和姿態(tài)偏角對彈性緩沖裝置緩沖性能的影響。本文對于可重復(fù)使用火箭起落緩沖裝置緩沖裝置的設(shè)計和分析有一定的指導(dǎo)意義,為后續(xù)研究提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ71;TP273
【圖文】：

計劃的終結(jié)。但是，航天飛機作為第一個實現(xiàn)運載器部分重復(fù)使用的航天器，對可重復(fù)逡逑使用運載器發(fā)展具有里程碑意義。逡逑圖１．１邋“Ｘ－２０”載人航天空炸機邐圖１．２美國航天飛機發(fā)射逡逑除此之外，２０世紀８０至９０年代，美國提出過多項可重復(fù)使用運載器研制計劃，例逡逑如：１９８６年開始研制的水平起降、單級入軌飛行器的高超速研究機Ｘ—３０；邋１９９３年麥逡逑道航宇公司研制的“三角快帆試驗機”（ＤＣ—Ｘ）；邋１９９６年洛馬公司研制的垂直起飛、逡逑水平降落的Ｘ—３３等。這些計劃為美國獲取先進航天技術(shù)的同時，經(jīng)費預(yù)算的嚴重超支，逡逑關(guān)鍵技術(shù)的不成熟等原因也最終導(dǎo)致了這些計劃的終止。逡逑Ｉ邋ｉ逡逑圖１．３邋“ＤＣ—Ｘ”試驗機邐圖１．４邋“Ｘ—３７Ｂ”軌道試驗飛行器逡逑２０世紀９０年代末，為了支持空軍執(zhí)行空間作戰(zhàn)任務(wù)，美國開展了“軍用空間飛機”逡逑（ＭＳＰ）計劃。２００１年，美國開始實施“國家航空航天倡議”（ＮＡｌｉ計劃，目的在于實逡逑現(xiàn)空間進入、控制空間、遠程打擊能力，為此研制的Ｘ—３７Ｂ軌道試驗飛行器截止到２０１２逡逑年１１月己經(jīng)成功進行２次飛行試驗。２００３年美國開展“超燃沖壓發(fā)動機驗證器一乘波體”逡逑（ＳＥＤ－ＷＲ）計劃，２００５年^u始研制飛行器Ｘ—５１Ａ，從２００９年１２月至２０１２年８月先后三逡逑次試飛均以失敗告終，最終于２０１３年５月１日進行的第四次中試飛成功，該計劃也是“美逡逑國高超聲速遠景計劃”的重要支撐之一。２００９年

使用運載器發(fā)展具有里程碑意義。逡逑圖１．１邋“Ｘ－２０”載人航天空炸機邐圖１．２美國航天飛機發(fā)射逡逑除此之外，２０世紀８０至９０年代，美國提出過多項可重復(fù)使用運載器研制計劃，例逡逑如：１９８６年開始研制的水平起降、單級入軌飛行器的高超速研究機Ｘ—３０；邋１９９３年麥逡逑道航宇公司研制的“三角快帆試驗機”（ＤＣ—Ｘ）；邋１９９６年洛馬公司研制的垂直起飛、逡逑水平降落的Ｘ—３３等。這些計劃為美國獲取先進航天技術(shù)的同時，經(jīng)費預(yù)算的嚴重超支，逡逑關(guān)鍵技術(shù)的不成熟等原因也最終導(dǎo)致了這些計劃的終止。逡逑Ｉ邋ｉ逡逑圖１．３邋“ＤＣ—Ｘ”試驗機邐圖１．４邋“Ｘ—３７Ｂ”軌道試驗飛行器逡逑２０世紀９０年代末，為了支持空軍執(zhí)行空間作戰(zhàn)任務(wù)，美國開展了“軍用空間飛機”逡逑（ＭＳＰ）計劃。２００１年，美國開始實施“國家航空航天倡議”（ＮＡｌｉ計劃，目的在于實逡逑現(xiàn)空間進入、控制空間、遠程打擊能力，為此研制的Ｘ—３７Ｂ軌道試驗飛行器截止到２０１２逡逑年１１月己經(jīng)成功進行２次飛行試驗。２００３年美國開展“超燃沖壓發(fā)動機驗證器一乘波體”逡逑（ＳＥＤ－ＷＲ）計劃，２００５年^u始研制飛行器Ｘ—５１Ａ，從２００９年１２月至２０１２年８月先后三逡逑次試飛均以失敗告終，最終于２０１３年５月１日進行的第四次中試飛成功，該計劃也是“美逡逑國高超聲速遠景計劃”的重要支撐之一。２００９年

逑圖１．５邋“蚱蜢”火箭試驗邐圖１．６邋“獵鷹９”可Q嬍棧鵂義廈攔仗剿骷際豕疚送瓿啥粵雜ヒ誨澹夠鵂芍馗詞褂眉際醯南喙匱櫓�，首先辶x賢ü⑹凳┝隋濉膀潑汀保ǎ牽潁幔螅螅瑁錚穡穡澹潁┘蘋郟梗蕁＃玻埃保材輳乖攏攔仗剿骷際豕臼狀五義轄惺匝�，此次拆}隕嶄叨冉鮐福趁撞⑼Ａ簦趁�，此后逊w幔茫澹亍膀乞臁被鵂紙辛耍峰義洗尾饈�，分冰槧繐４虎４０虎８０虎３２鷳虎２虎ＡP矗矗�，并栽懻~嚀冢玻擔懊贅嚦戰(zhàn)義閑校保埃懊綴嵯蚍尚脅饈�。辶x希玻埃保茨輳叢攏保溉�，脭r占涮剿鰨嘸際豕糾謾傲雜ァ幣唬梗鄭保痹嗽鼗鵂涌晌義隙欠⑸渲行姆⑸洹傲被踉朔紗蔥泄士占湔凈踉瞬垢撾�，发射过秤懶对圾狚辶x系諞患督鋅刂品禱睪Ｃ嘟德涫匝椴⑷〉貿(mào)曬�。震}牽櫻穡幔悖澹毓鏡諞淮臥諢鵂蔥瀉教戾義戲⑸淙撾袷卑滄白怕街С漚峁�，试褭─明着陆支碀a峁茍曰鵂⑸涔灘換嵩斐扇魏斡板義舷�。此�

本文編號：2767835