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运载火箭载荷计算及通用软件实现

王锋  
【摘要】: 火箭的载荷计算指的是计算火箭在各种外力作用下箭体各横截面上的轴力、剪力和弯 矩等内力,其所受外力主要有飞行时的气动力、发动机推力、竖立在发射台上时的风载荷 以及在运输、起吊、起竖等过程中所受的各种支承力。火箭的载荷可分为静载荷和动载荷, 静载荷是由定常外力引起的箭体内力,动载荷是由随机或剧烈变化的外力激起的箭体振动 响应载荷。载荷计算是火箭设计中的一个重要环节,其目的是为火箭结构设计和各部段的 强度计算提供依据。 本文的工作是,首先分析了运载火箭静载荷计算的力学模型,并给出了详细的计算公 式,这些静载荷包括地面操作载荷、飞行轴向静载荷、横向静载荷、贮箱内压力、整流罩 压差分布、尾翼载荷以及晃动载荷;其次,讨论了动载荷计算的力学模型及计算方法,包 括轴向动载荷、横向动载荷以及发射前竖立状态的风载荷;此外,还求解了圆柱形贮箱内 推进剂的晃动特性,并给出了简化的等效力学模型;最后,在前面的基础上设计开发了能 够完成上还载荷计算内容、适用于我国各种型号火箭的通用软件。


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