航天器機(jī)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
航天器機(jī)構(gòu)的視頻教程
衛(wèi)星-航天器-結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真分析系列教程
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航天器機(jī)構(gòu)的實(shí)例教程
本篇文章以航天發(fā)動(dòng)機(jī)為例，介紹了基于samcef mecano計(jì)算平臺(tái)的實(shí)例仿真。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴進(jìn)行了三維建模及有限元仿真。
題目為：3D Kinematics Studywith SAMCEF MECANO Motion on a nozzle of a turbojet engine - Pre andpost-processing in SAMCEF Field
this paper presents different ways to simulate a jet engine nozzle motion. The case helps to validate the use of the new software SAMCEF Field & SAMCEF Mecano/Motion on complex nozzle mechanism. It also gives an overview of potential areas of interest for the design of future systems. After a quick sum-up of engine nozzle design philosophy, we will detail the various phases to define the mechanism model, from use of CAD model to detailed analysis.
Example_slide_10___GenPurpSoft-SMecStruct-SMecMotion_2003_03_en.pdf
展開(kāi) 美國(guó)宇航局（NASA）計(jì)劃于美國(guó)東部時(shí)間8月12日凌晨3時(shí)33分（北京時(shí)間8月12日下午3點(diǎn)31分）發(fā)射“帕克”號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器。探測(cè)器飛行7年后將抵達(dá)太陽(yáng)的日冕層，這將是人造航天器首次抵達(dá)恒星的大氣層。
NASA將發(fā)射人類(lèi)首顆“帕克”號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器，探測(cè)器飛行7年后將抵達(dá)太陽(yáng)的日冕層 本文圖均為視覺(jué)中國(guó) 圖
美國(guó)宇航局11日發(fā)布消息稱(chēng)，“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器將由美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的“德?tīng)査?4重型火箭于12日凌晨在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。該探測(cè)器原計(jì)劃10日發(fā)射，但臨近原定發(fā)射時(shí)間，美國(guó)宇航局還在進(jìn)行故障評(píng)估，發(fā)射時(shí)間數(shù)次推遲，最終錯(cuò)過(guò)了最佳發(fā)射窗口時(shí)間并取消了當(dāng)天的發(fā)射任務(wù)。美國(guó)宇航局并沒(méi)有對(duì)此次任務(wù)的取消做解釋?zhuān)皇窃谕铺厣闲剂诉@個(gè)消息，并表示發(fā)射日期推遲到11日。
“帕克”太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)器任務(wù)由約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室制造，由美國(guó)宇航局負(fù)責(zé)管理。
據(jù)美國(guó)科技網(wǎng)站The Verge報(bào)道，“帕克”探測(cè)器若成功發(fā)射并抵達(dá)工作軌道，其“逐日之旅”將創(chuàng)造三項(xiàng)人造航天器歷史。
一是“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器將成為人類(lèi)有史以來(lái)飛行速度最快的航天器。由于探測(cè)器需要抵抗地球太陽(yáng)之間的引力，借用金星的引力，逐漸接近太陽(yáng)。科學(xué)家將航天器的速度提升至最高速度達(dá)每小時(shí)50萬(wàn)英里（約為80.46萬(wàn)千米），相當(dāng)于只需不到一分鐘的時(shí)間可從芝加哥到北京。
在“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器發(fā)射成功之前，世界上飛行速度最快的航天器是“新視野”號(hào)冥王星探測(cè)器。
展開(kāi) 在太空中，沒(méi)有保護(hù)航天器免受輻射的大氣層。輻射產(chǎn)生的電荷無(wú)法消散，因?yàn)?em>航天器沒(méi)有接地。因此，航天器設(shè)計(jì)必須適當(dāng)?shù)販p輕航天器表面和內(nèi)部組件的電荷積累和耗散。
圖 1：人類(lèi)太空艙在地球靜止軌道 (GEO) 環(huán)境中的 EMA3D Charge 充電模擬
當(dāng)電荷積累時(shí)，它會(huì)感應(yīng)電場(chǎng)。電場(chǎng)的強(qiáng)度可能超過(guò)空氣、塑料或電介質(zhì)的擊穿極限并導(dǎo)致靜電放電 (ESD)。放電造成的損害可能導(dǎo)致任務(wù)完全失敗。
ADEOS-II——一項(xiàng)耗資 5.67 億美元的任務(wù)——于 2003 年 10 月因太陽(yáng)能電池陣列中的電弧危害而失敗。而這次失敗并非孤立事件。大約50%的空間環(huán)境航天器異常是由航天器充電效應(yīng)引起的。1
圖 2：航天器充電中涉及的物理過(guò)程的概念圖。
NASA 和 ESA 制定了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以先發(fā)制人地緩解這些航天器充電問(wèn)題。對(duì)于私營(yíng)部門(mén)而言，滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)可能既昂貴又耗時(shí)。突破設(shè)計(jì)極限需要精確的充電仿真工具，例如 Ansys EMA3D Charge。
表面充電
圖 4：上圖是人類(lèi)太空艙表面充電模擬的結(jié)果。在航天器周?chē)?3D 時(shí)域中監(jiān)測(cè)電場(chǎng)。下面是太陽(yáng)光照對(duì)月球著陸器高分辨率網(wǎng)格的影響。
表面充電來(lái)自材料對(duì)外部輻射的反應(yīng)，例如環(huán)境帶電粒子、光照明和摩擦起電。材料對(duì)充電效應(yīng)的響應(yīng)取決于材料的特性。產(chǎn)生的光電子、二次電子、背散射電子和質(zhì)子誘導(dǎo)電子與電場(chǎng)相互作用形成等離子體鞘層。在某些航天器軌道環(huán)境中，等離子體的表面電勢(shì)可能超過(guò) 10 kV。通過(guò)求解電荷平衡，EMA3D Charge 提供了分析航天器表面電荷的方法。
在前往月球的途中，航天器將根據(jù)其轉(zhuǎn)移軌道遇到不同規(guī)模的表面充電效應(yīng)。地球靜止軌道 (GEO)、低地球軌道 (LEO)、極地軌道、極光軌道和月球軌道都將具有設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中定義的不同等離子體環(huán)境。
展開(kāi) 其中，組合動(dòng)力兼具航空與航天動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，具有較好的發(fā)展前景，但技術(shù)難度大，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)推力不易做大。
按起降方式，其可分為垂直起降、垂直起飛水平降落和水平起降方式。這3種方式各有其特點(diǎn)，其中垂直起降方式采用傳統(tǒng)運(yùn)載火箭構(gòu)型，增加著陸支撐機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)減速和控制機(jī)構(gòu)以及用于回收的相關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)備等，返回過(guò)程利用氣動(dòng)和主發(fā)動(dòng)機(jī)反推減速，最后依靠著陸支撐機(jī)構(gòu)垂直著陸。
該方式繼承了傳統(tǒng)運(yùn)載火箭構(gòu)型設(shè)計(jì)，運(yùn)載器整體結(jié)構(gòu)效率較高，對(duì)著陸點(diǎn)要求低，可應(yīng)用范圍較廣，特別適用于未來(lái)地外星體著陸和起飛。
當(dāng)前月球和火星著陸基本都采用這種方式。
垂直起飛水平降落和水平起降方式在返回時(shí)都需要依靠大氣提升足夠的升力，這就需要設(shè)計(jì)較大的機(jī)翼來(lái)滿(mǎn)足升力需求，并需要在特定機(jī)場(chǎng)降落和設(shè)計(jì)相應(yīng)的起落架機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)效率相對(duì)較低。
這兩種方式返回升阻比大，機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)。
重復(fù)使用已成為未來(lái)航天運(yùn)載器發(fā)展的一個(gè)重要方向，其在經(jīng)濟(jì)性和快速響應(yīng)等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，因此受到了世界各航天大國(guó)的關(guān)注。
重復(fù)使用航天運(yùn)載器
國(guó)內(nèi)外發(fā)展態(tài)勢(shì)
國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)
可重復(fù)使用航天運(yùn)載器的應(yīng)用研究可追溯至20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)開(kāi)展了X系列驗(yàn)證機(jī)的大量研究。
20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)、美國(guó)均研制了以航天飛機(jī)為代表的重復(fù)使用航天器。特別是美國(guó)，從1981年至2011年，航天飛機(jī)共執(zhí)行了135次飛行任務(wù)，代表了一個(gè)航天時(shí)代的頂峰。但由于高昂的發(fā)射維護(hù)成本等原因，航天飛機(jī)最終退出歷史舞臺(tái)。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代，美國(guó)先后提出X-30超高速?lài)?guó)家空天飛機(jī)、麥道航宇公司的“德?tīng)査强旆币约奥蹇讼５?馬丁公司的“冒險(xiǎn)星”縮比原型機(jī)X-33。然而，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和經(jīng)費(fèi)等諸多的問(wèn)題，上述項(xiàng)目均被擱置。
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航天器機(jī)構(gòu)的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
航天器機(jī)構(gòu)的最新內(nèi)容
飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動(dòng)力學(xué)直接觸及了航空航天領(lǐng)域仿真的技術(shù)核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠(chǎng)商，精準(zhǔn)把握這些算法的計(jì)算特性，是為客戶(hù)提供最優(yōu)硬件解決方案的關(guān)鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領(lǐng)域。
核心結(jié)論速覽表
在醫(yī)療器械研發(fā)領(lǐng)域，精準(zhǔn)的動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)提升產(chǎn)品可靠性至關(guān)重要。今天就為大家分享RecurDyn在腎上腺素自動(dòng)注射器釋放機(jī)構(gòu)仿真中的實(shí)際應(yīng)用，看看RecurDyn如何助力復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化。
一、應(yīng)用核心價(jià)值：讓復(fù)雜系統(tǒng)“看得見(jiàn)、算得準(zhǔn)”
腎上腺素自動(dòng)注射器的RecurDyn仿真，直觀(guān)展現(xiàn)了CAE工具在復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)建模與分析中的作用：
?聚焦釋放機(jī)構(gòu)實(shí)際工作狀態(tài)，清晰還原其運(yùn)動(dòng)規(guī)律
電力電子HIL仿真設(shè)備調(diào)研
一、調(diào)研背景
隨著電力電子技術(shù)在新能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的深入應(yīng)用，高校與科研機(jī)構(gòu)對(duì)相關(guān)教學(xué)科研設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)。HIL（硬件在環(huán)）仿真器作為電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心工具，其性能、適配性及性?xún)r(jià)比成為關(guān)注重點(diǎn)。本次調(diào)研聚焦市場(chǎng)主流設(shè)備，重點(diǎn)研究森木磊石最新推出的 單價(jià)2.48萬(wàn)的EGBox Nano 入門(mén)級(jí) HIL 仿真器，探究其在電力電子教學(xué)科研場(chǎng)景中的應(yīng)用價(jià)值
<p class="ql-align-justify"> “不管地球達(dá)到了怎樣的繁榮，那些沒(méi)有太空航行的未來(lái)都是暗淡的。”航空航天行業(yè)已進(jìn)入到高速工業(yè)化時(shí)代，也成為了一條值得投資者重點(diǎn)關(guān)注的新賽道。大型飛機(jī)、無(wú)人機(jī)、eVTOL等都在高速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出更高端、更前沿的解決方案，更多前沿領(lǐng)域值得探索。</p><p class="ql-align-justify"> 
在太空中，沒(méi)有保護(hù)航天器免受輻射的大氣層。輻射產(chǎn)生的電荷無(wú)法消散，因?yàn)楹教炱鳑](méi)有接地。因此，航天器設(shè)計(jì)必須適當(dāng)?shù)販p輕航天器表面和內(nèi)部組件的電荷積累和耗散。
圖 1：人類(lèi)太空艙在地球靜止軌道 (GEO) 環(huán)境中的 EMA3D Charge 充電模擬
當(dāng)電荷積累時(shí)，它會(huì)感應(yīng)電場(chǎng)。電場(chǎng)的強(qiáng)度可能超過(guò)空氣、塑料或電介質(zhì)的擊穿極限并導(dǎo)致靜電放電 (ESD)。放電造成的損害可能導(dǎo)致任務(wù)完全失敗。
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直到最近，將衛(wèi)星送入軌道的火箭在使用一次后就被完全丟棄了——大多數(shù)發(fā)射仍然經(jīng)常這樣做。在過(guò)去的一年里，第一代可重復(fù)使用衛(wèi)星發(fā)射已經(jīng)得到驗(yàn)證，可重復(fù)使用發(fā)射的商業(yè)案例也已經(jīng)完成。
作為國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 實(shí)驗(yàn)航天飛機(jī) (XS-1) 計(jì)劃的主要承包商，Masten Space Systems 正在開(kāi)發(fā)一種運(yùn)載火箭，其設(shè)計(jì)創(chuàng)新側(cè)重于下一代可重復(fù)使用性
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透漏：南京航天國(guó)器智能裝備有限公司將攜新型縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)亮相2022年第十四屆中國(guó)航展（珠海航展）。國(guó)產(chǎn)“支奴干”型無(wú)人直升機(jī)要來(lái)了！
說(shuō)起大名鼎鼎的美國(guó)"支奴干"直升機(jī)，有網(wǎng)友認(rèn)為連俄羅斯都仿制不出來(lái)。其實(shí)類(lèi)似“支奴干”這樣的縱列雙旋翼直升機(jī)
摘要:載人登月航天器完成近月制動(dòng)和著陸下降等空間任務(wù)，需要裝載大量推進(jìn)劑，推進(jìn)系統(tǒng)方案選擇是航天器總體方案設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要組成部分。建立了推進(jìn)系統(tǒng)關(guān)鍵組件設(shè)計(jì)仿真模型，仿真分析了推進(jìn)系統(tǒng)質(zhì)量和干重系數(shù)隨推進(jìn)劑裝載量的變化規(guī)律，并對(duì)比了20 t級(jí)載人登月航天器擠壓和泵壓推進(jìn)系統(tǒng)方案。結(jié)果表明:推進(jìn)系統(tǒng)方案質(zhì)量與推進(jìn)劑裝載量有關(guān)，推進(jìn)劑裝載量越大，泵壓推進(jìn)系統(tǒng)輕量化優(yōu)勢(shì)越大，主要由泵壓系統(tǒng)貯箱質(zhì)量較輕導(dǎo)致
文章摘要
重復(fù)使用航天運(yùn)載器是運(yùn)載火箭的未來(lái)，也是滿(mǎn)足大規(guī)模、高效益進(jìn)出太空的前提條件。
文章回顧了重復(fù)使用航天運(yùn)載器技術(shù)60多年的發(fā)展歷程，尤其是近10年來(lái)在商業(yè)航天的驅(qū)動(dòng)下所取得的最新進(jìn)展，同時(shí)總結(jié)了中國(guó)重復(fù)使用航天運(yùn)載器技術(shù)，特別是垂直起降技術(shù)的進(jìn)展。
針對(duì)目前已被成功驗(yàn)證為可行的垂直起降的重復(fù)使用方式，從液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多次起動(dòng)
