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中国民营火箭新跨越临近空间高超音速级间分离技术研究成功

2021年07月05日 哈尔滨机械设备网

中国民营火箭新跨越:临近空间高超音速级间分离技术研究成功

中国民营火箭企业零壹空间宣布,已顺利完成某客户委托的临近空间高超音速级间分离技术研究任务,解决了大气层内高超音速安全、可靠分离的技术问题,保障某型高超音速飞行器在指定窗口顺利完成一子级分离。

级间分离,是运载火箭、导弹设计中经常遇到的技术问题,而高超音速飞行器的级间分离,由于高动压导致的严重气动干扰作用,级间分离及稳定控制问题变得非常突出,成为制约高超音速飞行器飞行任务成败的关键一环。

中国民营火箭新跨越:搞定高超音速级间分离

级间分离过程仿真画面

对于高超音速飞行器,完成级间分离不仅要求助推器级与上面级能够顺利分开,且相互无碰撞,同时要求分离过程中相互作用力和分离后气动干扰不能对上面级产生过大干扰而发生失稳,因而分离过程中对姿态控制、气动干扰的预测,以及分离时序设计与控制等有很高要求。

因此,以分离设计、分离仿真为代表的分离技术是高超音速飞行器的重要设计技术。

零壹空间在研究过程中,通过多学科优化设计、重叠网格等先进技术,并基于多款已完成飞试型号的成熟设计经验,开展了大量的方案论证、迭代设计、关键技术攻关,以及分离过程高精度模拟仿真。

研究过程中始终坚持技术可靠实用,理论设计与数值仿真验证相结合的原则,不断解决分离方案实用化过程中出现的各种问题。

级间分离重叠网格

为保证某型火箭在指定窗口顺利完成任务载荷释放,零壹空间研究团队从以下几个子目标入手,完成分离方案的设计。

- 通过多学科优化技术,确定最优总体布局与气动外形;

- 通过气动计算与分析、弹道与动力系统迭代设计,确定各系统基本方案;

- 详细设计分离系统方案,计算分离气动干扰,优化分离结构与分离时序,选择分离火工品等;

- 通过重叠网格技术进行分离运动仿真,验证分离方案的可靠性。

零壹空间的级间分离方案采用成熟的分离螺栓+弹簧完成任务载荷与助推级分离,任务载荷末端与级间段通过分离螺栓连接;在指定的分离窗口,级间分离螺栓解锁,弹簧套筒克服轴向气动力,将任务载荷弹出一定距离,之后在气动力作用下,任务载荷与助推级完成级间分离。

本次分离方案继承了零壹空间已有的成熟分离技术,技术方案合理可行、风险可控、可靠性高,达到飞行试验目的与产品技术指标。

中国民营火箭新跨越:搞定高超音速级间分离

级间分离过程示意图

PS:高超音速飞行器,东风17知道吧?不能再多说了……

来源:快科技