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申请/专利权人：北京星途探索科技有限公司

摘要：一种用于运载火箭整流罩旋抛分离运动的预示方法，是一种可准确预示火箭在真实动态过载环境下，半罩旋抛分离各阶段运动参数的方法，包括弹簧作动阶段、半罩绕铰旋转阶段、半罩脱钩后自由运动阶段。该方法针对多级运载火箭大气层外的整流罩半罩旋抛分离，通过建立真实过载环境下半罩的姿态运动方程，结合火箭和整流罩的结构特性、质量特性及弹簧作动特性、推力特性，实现整流罩旋抛分离运动参数的准确预示，同时提供旋转铰支座的动态受载情况，为整流罩分离系统设计提供了可靠的数据支撑。

主权项：1.一种用于运载火箭整流罩旋抛分离运动的预示方法，针对火箭大气层外整流罩旋抛分离，基于分离过程中的实时动态过载条件，建立半罩分离弹簧作动阶段、半罩绕铰旋转阶段、半罩脱钩后的自由运动阶段的姿态运动方程，结合火箭和整流罩的结构特性、质量特性及弹簧作动特性、推力特性，实现分离参数的预示，并给出铰链支座的动态受载情况，包括：整流罩旋抛分离过程中火箭处于加速飞行状态，箭体轴向过载系数nx与火箭发动机推力T、分离弹簧作动力P，旋转铰支座轴向力Fx满足如下关系： 其中，M为火箭除去整流罩部分的质量，NF为旋转铰支座个数，NP为分离弹簧个数，g为当地的重力加速度；对于分离弹簧作动阶段： 其中，α为整流罩旋抛角加速度，r为分离弹簧作用点至旋转铰的距离，m为整流罩半罩质量，l为整流罩质心至旋转铰的距离，θ为半罩质心至旋转铰连线与箭体横截面的夹角，Io为半罩绕其自身质心的转动惯量，k为弹簧刚度系数，s0为弹簧最大行程，为整流罩旋转角，ω为整流罩半罩的旋转角速度，t为时间；获得整流罩半罩角加速度α： 此阶段整流罩半罩旋转支座轴向力Fy和法向力Fx： 由此计算整流罩半罩的旋转角速度ω和旋转角获得对应时刻的铰支座轴向和法向受载Fx、Fy，以及火箭轴向过载nx；对于半罩绕铰旋转阶段：整流罩半罩角加速度α： 整流罩半罩旋转支座轴向力Fx和法向力Fy： 在给出箭体和整流罩结构特性、质量特性、及弹簧作动特性、推力特性后，结合下式： 计算半罩的旋转角速度ω和旋转角获得对应时刻的铰支座轴向和法向受载Fx、Fy，以及火箭轴向过载nx；对于半罩脱钩后自由运动阶段，整流罩半罩脱钩后整流罩为自由运动，铰链支座的受载Fy、Fx均为0，整流罩脱钩后相对火箭的运动轨迹如下： 其中，ωM为半罩脱钩角速度，x为整流罩质心的轴向位移，y为整流罩半罩质心的法向位移，上述参量均以火箭箭体质心为原点，X轴沿箭体纵轴由箭尾指向头部为正，Y轴在箭体对称面内指向上为正，Z轴与X轴、Y轴构成右手直角坐标系的弹体坐标系下定义；求得整流罩脱钩后相对火箭的运动轨迹方程组，获得半罩的运动轨迹。

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