期刊检索

  • 2024年第56卷
  • 2023年第55卷
  • 2022年第54卷
  • 2021年第53卷
  • 2020年第52卷
  • 2019年第51卷
  • 2018年第50卷
  • 2017年第49卷
  • 2016年第48卷
  • 2015年第47卷
  • 2014年第46卷
  • 2013年第45卷
  • 2012年第44卷
  • 2011年第43卷
  • 2010年第42卷
  • 第1期
  • 第2期

主管单位 中华人民共和国
工业和信息化部
主办单位 哈尔滨工业大学 主编 李隆球 国际刊号ISSN 0367-6234 国内刊号CN 23-1235/T

期刊网站二维码
微信公众号二维码
引用本文:王檑,刘晖,曾耀祥,张普卓,马英.一种轻量化的运载火箭载荷计算方法[J].哈尔滨工业大学学报,2024,56(12):42.DOI:10.11918/202309015
WANG Lei,LIU Hui,ZENG Yaoxiang,ZHANG Puzhuo,MA Ying.A lightweight calculation method of launch vehicle load[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2024,56(12):42.DOI:10.11918/202309015
【打印本页】   【HTML】   【下载PDF全文】   查看/发表评论  下载PDF阅读器  关闭
过刊浏览    高级检索
本文已被:浏览 56次   下载 41 本文二维码信息
码上扫一扫!
分享到: 微信 更多
一种轻量化的运载火箭载荷计算方法
王檑,刘晖,曾耀祥,张普卓,马英
(北京宇航系统工程研究所,北京 100076)
摘要:
随着运载火箭智能化水平的逐步提高,为实现运载火箭飞行状态的载荷监测以及故障诊断和处置,需要对箭体危险截面载荷进行快速实时计算,即载荷的轻量化计算。首先,采用理论公式与代理模型相结合的方式,提出一种轻量化计算方法,在保证计算精度的同时提高计算效率。其次,按照计算量大小对计算流程进行了重新规划,并对箭体截面进行分类。然后,对于气动、操纵载荷,基于达朗贝尔原理,推导了载荷计算公式,通过预先计算构型相关常值参数降低计算量,并能够保证计算的准确性。最后,对于占比较小的晃动载荷,利用打靶仿真数据构建了多项式代理模型,通过代理模型对晃动载荷进行预测,以进一步降低计算量。研究结果表明,提出的轻量化方法可以大幅提升计算效率,结合不同飞行时间段载荷变化规律,合理选取计算截面数量,可以将计算时间控制在毫秒级,与有限元方法相比,不同类型箭体截面计算偏差均小于5%,对于总体多专业联合仿真以及飞行载荷的实时计算具有重要的应用价值。
关键词:  运载火箭  载荷计算  实时  轻量化  代理模型
DOI:10.11918/202309015
分类号:O313.7
文献标识码:A
基金项目:
A lightweight calculation method of launch vehicle load
WANG Lei,LIU Hui,ZENG Yaoxiang,ZHANG Puzhuo,MA Ying
(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering, Beijing 100076, China)
Abstract:
With the gradual improvement of the intelligent level of the launch vehicle, in order to realize the load monitoring, fault diagnosis and disposal of the flight status of the launch vehicle, it is necessary to carry out fast and real-time calculation of the dangerous section load, that is, the lightweight calculation of the load. First, by combining theoretical formulas and proxy models, a lightweight calculation method is proposed to improve computational efficiency while ensuring computational accuracy. Secondly, the calculation process is re-planned according to the calculation amount, and the sections are classified. Next, for aerodynamic and control loads, the load calculation formula is derived based on the d’Alembert principle to ensure the accuracy of the calculation, and the calculation amount is reduced by pre-calculating the constant-value parameters related to the configuration. Lastly, for the sloshing load, a polynomial proxy model is built based on the simulation data, and the sloshing load is predicted through the proxy model to further reduce the calculation amount. The research results indicate that the proposed lightweight method can significantly improve computational efficiency. By combining the load variation patterns of different flight time periods and selecting the number of calculation sections reasonably, the calculation time can be controlled at the millisecond level. Compared with the finite element method, the calculation deviation of different types of sections is less than 5%. This method has important application value for multidisciplinary simulation and real-time calculation of flight load.
Key words:  launch Vehicle  load Calculation  real-time  lightweight  proxy model

友情链接LINKS