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随着国民经济的发展,人们对空间天气状况变化的需求与日俱增,在这种情况下,旨在检测空间天气变化的子午工程应用而生,而探空火箭是实现子午工程科学探测目标的重要工具,与其有关的技术也是近年来的研究热点。本文主要阐述了子午工程探空火箭相关技术的意义,并介绍了近年来国内外在探空火箭展开机构和回收系统方面的研究进展和相关技术。本文在已有的研究基础上对与探空火箭有关的空间展开机构和降落伞回收系统方面的技术进行了研究,取得了一些成果。
本文首先介绍了课题的项目背景及实际意义,并对空间展开机构和降落伞系统的国内外研究进展进行简要介绍。与此同时,本文还对课题所涉及的理论以及研究方法进行了简单的概括和总结。
在已有的研究基础上,本文介绍了空间展开机构的运动学分析和有限元分析过程及结果,并提出了新的模型和分析方法。本文按照空间展开机构的建模、运动学分析和有限元分析的顺序,从不同材料、不同结构等两个方面对空间展开机构的性能和可靠性进行了分析。本文提出了新的运动分析模型,利用Ad锄s对模型进行仿真,结果更接近真实情况。针对已有的空间展开机构方案,本文提出了不同的改进方案,并加以比较证实,为提高展开机构的可靠性提供了依据。
本文还介绍了降落伞系统的设计过程,确定了降落伞系统为减速伞--主伞结构,确定了主伞、减速伞的面积等结构参数。通过仿真分析,证实了降落伞的减速性能,求解出降落伞的运动轨迹,获得了伞箭系统的速度、攻角等运动参数,并为探空火箭的着陆提供了预测依据。文章还对有风情况下降落伞的运动状况进行了分析。最后通过Adams软件,结合其脚本技术,将降落伞运动过程可视化。
本文最后对当前的研究工作进行了总结和分析,并对未来的技术方案提出了展望。
总的来说,本文主要有以下几个创新点:
1、更精确的探空火箭--展开机构模型,能更真实模拟火箭展开时的速度变化;
2、带缓冲垫的模型,能分析硅橡胶缓冲垫对可靠性的提升作用;
3、快速分析计算伞箭系统运动轨迹的方法,主要通过Adams来实现,避免了传统数值计算庞大的工作量;
4、降落伞工作过程的可视化呈现。