整流罩的案例
整流罩地面分離過程仿真 ￥19.89
整流罩地面分離過程仿真
1.1 仿真動機
對于整流罩地面分離過程仿真的必要性，從以下幾個方面考慮：
1）為了準確模擬整流罩在高空的分離過程，需要在大型真空罐內進行分離試驗。然而，由于整流罩真空分離試驗所需成本和對設備要求均較高，目前國內尚不具備實驗條件。
2）隨著我國航天水平的進步，對大推力火箭的需求日益迫切。為能承載更多有效載荷，大推力火箭要求配備大型整流罩。整流罩的尺寸增大使其結構剛度相對減小，地面環境下氣動載荷帶來的影響相對增大，可能導致出現如彎曲、扭轉、呼吸等復雜的變形情況，不能視其為剛體。
1.2 仿真難點
整流罩地面分離過程仿真中存在的難點包括：
1）為提升仿真結果的精確性，要求整流罩模型具有一定精細度。省略一些不必要的結構或作適當簡化，加強關鍵結構的準確性和精確度，如何掌握這兩者的平衡是難點之一。
2）為實現仿真過程的高效性，必須考慮已有結構的網格劃分。如何選取網格類型和網格密度，使之在不影響結果精確性的前提下實現較高的計算速度，又是一大難點。
3）整流罩地面分離是一典型的流固耦合問題。在此過程中，罩外大氣附加整流罩氣動力，影響其運動和變形；整流罩的運動與變形反過來又會影響罩外大氣的流動。如何選擇具有解決流固耦合問題能力的大型有限元軟件以及如何選取合理高效的算法，成為整流罩地面分離過程仿真的首要難點。
1.3 仿真路線
以上，在仿真動機驅動下，重點關注仿真難點，同時考慮甲方對于大型有限元軟件的要求，選擇基于Abaqus/Explicit求解器的耦合歐拉-拉格朗日（CEL，coupled Eulerian-Lagrangian）算法分析整流罩在氣動力作用下的分離特性，從而實現地面分離過程仿真。
展開 SpaceX將嘗試回收火箭整流罩 于是制造了這艘船
有效載荷整流罩的兩部分加在一起，高約13米，寬約5米，重約1000公斤。這種形狀怪異的整流罩就像一艘船的船殼，它會以很高的速度垂直穿過大氣層，造成自身的翻滾。SpaceX公司在整流罩上安裝了冷卻氮氣推進器，使其在降落過程中能夠穩定下來。在大氣阻力的幫助下，一旦整流罩減到一定的速度，裝備有衛星定位系統的可操縱降落傘(稱為“翼傘”)將在水面上空約8公里處展開。如果一切按計劃進行，翼傘將使整流罩輕輕滑入史蒂文先生的網中。
史蒂文先生于2018年2月首次亮相，試圖在獵鷹9號火箭將一顆西班牙雷達成像衛星送入軌道后捕捉到整流罩。這次嘗試失敗了，回收船距離整流罩的降落位置幾百米，但SpaceX沒有放棄。史蒂文先生已經冒險回到海上進行了三次后續嘗試。盡管迄今為止的所有嘗試都沒有成功捕獲整流罩，但SpaceX一直在收集重要數據，以幫助公司向前發展。
8月13日，我看到了一個罕見的景象:史蒂文先生的網中放著整流罩。SpaceX公司似乎在利用整流罩進行測試，以便工程師更好地了解史蒂文先生的捕網性能。從網中可以看到的是整流罩的兩個部分之一，其連接在一個起重機上被反復升降。
史蒂文先生的新網比之前的更大更結實。從表面上看，即使沒有起重機的支撐，整張網似乎也能承受整流罩的重量。這是一個非常好的消息，因為SpaceX公司并不會想要整流罩砸穿網撞到史蒂文先生的甲板上。
（圖示：8月13日，史蒂文先生的網中放著整流罩。SpaceX公司似乎在利用整流罩進行測試，以便工程師更好地了解史蒂文先生的捕網性能。）
目前，SpaceX正專注于回收一半整流罩，并繼續將另一半打撈出海。這一成就將標志著總部位于加州霍桑的航空航天公司的巨大成功;設法在再次發射時只重用一個整流罩的一半，隨著時間的推移也將會節省大量的成本。
展開 基于HyperWorks的航天器整流罩結構分析與優化
建立了某航天器整流罩有限元計算模型，分析了殼體結構強度和穩定性；采用OptiStruct優化技術對整流罩殼體進行尺寸優化，給出了最優結構尺寸，縮短了結構設計的時間，優化后的整流罩結構滿足整體強度、剛度和穩定性要求。
程昌_基于HyperWorks的航天器整流罩結構分析與優化.pdf
某型飛機復合材料整流罩優化設計
某型飛機復合材料整流罩優化設計
1引言
現在航空航天工業中，減輕設計重量和縮短設計周期是2個突出的問題。結構優化被證明在這2個方面是非常有效的工具。HyperWorks中的OptiStruct在結構優化領域受到了眾多航空企業的認可并大量應用。
針對金屬結構，通過兩步法進行優化設計。第一步，通過拓撲優化方法得到概念設計；第二步，用參數優化和形狀優化方法對設計細節進行進一步優化。復合材料給設計帶來了很多可變因素，所以優化也更為復雜。針對纖維增強復合材料層合板，主要應用復合材料三步法優化方法。第一步，運用自由尺寸優化，考慮到鋪層方向，給出材料的總體分布，得到每個角度鋪層的厚度分布；第二步，考慮到所有的制造加工約束和工況載荷，對每個角度鋪層進行尺寸優化，得到每個角度鋪層的精確厚度分布和沒有角度的鋪層數量；第三步，進行鋪層順序優化，得到滿足制造工藝要求的鋪層順序。這種方法已經在OptiStruct中實現并為眾多航空企業所應用。
本案例基于OptiStruct軟件通過復合材料三步優化方法對某型飛機復合材料整流罩進行了優化設計，最終實現了減重目標。
2模型簡介
整流罩模型如圖 1所示，長度為3000mm，寬度為2000mm。模型材料屬性為碳纖維復合材料，初始鋪層為[0/45/-45/90]，單層厚度為2mm，單層板材料屬性如表 1所示。載荷工況包括2個：一個是0.02MPa內部均布壓力載荷工況；另一個是+Z向6.75g過載工況。模型中有2個負載，分別為2kg和3kg，通過RBE3單元施加到整流罩上，另外對模型四邊施加固定約束，如圖 2所示。整流罩的設計中需要考慮兩者關鍵指標：一是一階固有頻率不小于20Hz，二是結構最大應變小于1000微應變。
展開 
SpaceX破紀錄發射：一箭三飛，一箭64星！
SpaceX在周一再次嘗試回收火箭的整流罩，但是回收船“史蒂文先生”(Mr. Steven)的大網未能捕捉到整流罩。整流罩濺落在了水中。“獵鷹整流罩有一半未能進入捕捉網中，但是輕柔地濺落在水中，”SpaceX CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在Twitter上稱。他表示，回收船正在打撈整流罩。
馬斯克還稱，SpaceX計劃把整流罩晾干，然后再次發射。“沾點水問題不大，”他說。
周一的成功發射創造了SpaceX新的年度發射紀錄：19次。去年全年，SpaceX完成了18次火箭發射任務。周二，SpaceX還將從佛羅里達卡納維拉爾角再次發射火箭。
本文來源：三體引力波、鳳凰網、新浪網
展開 案例分享 | Avio使用MSC Nastran和Actran確保空間發射器的結構可靠性
有效載荷適配器處的振動會受到整流罩腔及相關共振的強烈影響。對有效載荷適配器振動的準確預測需要我們考慮如圖11所示的聲學環境，圖中展示了VEGA C發射器上段的配置。在分析中，內部有效載荷與發射器結構和聲腔耦合在一起。圖12中展示了其中的一種配置?？梢宰R別（中間圖）是未來的空間RIDER（歐洲返回式可重復使用的綜合演示器），這是提供給歐洲航天局（ESA）尚在計劃中的無人操作在軌航天器，用于為ESA提供可負擔的日常太空往返，預計2022年首飛。
圖 11：VegaC–有效載荷配置
測試新的建模功能
除了上述FE方法，Avio的工程團隊還使用Actran虛擬SEA方法對整流罩結構進行了SEA分析。在已有有限元模型的基礎上，建立了整流罩結構的SEA模型。
用Actran實現的虛擬SEA方法不需要進行任何實驗或解析表達式來構建SEA模型。這是一個非常有效和經濟的技術，可以將現有有限元模型的振動聲學分析擴展到更高的頻率，而無需SEA專業知識的要求。此外，由于虛擬SEA方法依賴于現有的低頻有限元模型，因此獲得的SEA結果在低頻/中頻處有效，在高頻和中頻結果之間存在平穩過渡。
在整流罩結構上比較了測量結果和Actran Virtual SEA結果。特別是，分析了不同結構區域的平均振動水平。觀察到測量值與Actran虛擬SEA結果之間的匹配非常好。它展示了這種新方法解決此類分析的潛力，并將進一步用于未來的發射器結構分析。.
展開 自主CAE | PERA SIM聲學解決方案綜述
使用軟件：PERA SIM ProNas
圖10 整船能量有限元模型及結構載荷、噪聲載荷模型
圖11 結構速度響應云圖、聲腔響應云圖
表1 個別艙室仿真-測試結果對比
2.6整流罩振動噪聲分析
衛星整流罩是運載火箭的重要組成部分，當運載火箭在大氣中飛行時，可用于保護衛星及其它有效載荷，防止衛星受氣動力，氣動加熱及聲振等有害環境的影響；對于整流罩結構來說，外部噪聲（尤其是中高頻噪聲）對結構及內部有效載荷的影響很大。本案例對某整流罩結構進行振動環境的預示，采用能量有限元分析的方法，建立了能量有限元模型，獲得了整流罩結構上能量傳遞云圖，以及上、下腔室內的聲壓級響應結果。
使用軟件：PERA SIM ProNas
圖12 火箭整流罩模型
圖13 整流罩分析結果?
3.結論
PERA SIM聲學解決方案，可以在統一平臺下，徹底解決用戶對聲學問題在全頻范圍內的分析需求。通過上述各行業典型應用案例的分析對比表明，無論是解決耦合還是非耦合問題，PERA SIM聲學模塊都能實現準確的仿真預測。最后，如果讀者想要進一步了解我們產品，請與安世亞太技術人員聯系。
展開 在新興的航天工業復合材料的作用
5.4米直徑整流罩,Ruag使用東麗T300碳纖維編織碳或碳/玻璃(E -玻璃和S-glass纖維預浸材料)。 Ruag選擇(不明)樹脂從各種商業樹脂系統中,選擇一個最適合真空袋out-of-autoclave過程,“最近作為基線過程對我們所有的產品,實現“Matteo Rendina說產品工程經理Ruag空間。
整流罩是三明治結構與半固化片皮膚層和鋁蜂窩芯材。 軟木塞熱保護系統是應用于外。 cylindrical-shaped主要部分的整流罩是鋪設在0/90°±45°纖維結構在平坦的表通過一個自動化的過程。 完成后,上籃被轉移到由專用??男性焊接模具夾具。 的內在皮膚ogive-shaped部分頂部的整流罩是手直接鋪設在最后結合模具;外層皮膚是鋪設在虛擬模具,然后轉移到焊接模具,最后搭在蜂蜜,梳理核心。
co-curing過程是用來制造一個完整的整流罩一半在一塊,包括內部和外部的皮膚,蜂窩芯材和熱保護,生產過程,減少了生產時間和成本,Rendina說。 (必須在兩半整流罩,長,因為它在發射分開。) Rendina拒絕透露任何細節的專有的固化過程。 然而,他說,治療概要文件被Ruag充分驗證。
所有復合元素是使用相同的材料和生產過程,Rendina說,盡管不同產品的設計細節不同的層壓板上籃,蜂窩和熱保護系統。
太空旅游
盡管維珍銀河(莫哈韋、鈣、美國),由理查德·布蘭森爵士和在航空航天復合材料boundary-pusher伯特·魯坦教唆下,尚未實現其公開太空旅游企業,其最新火箭太空船二號(SS2),VSS團結后,在作地面試驗階段,它將進行廣泛的飛行測試。 飛行測試將開始與captive-carry航班上白騎士二號(二戰)“母艦”其次是滑翔飛行之前,火箭已增加長度的航班。 最新版本的二戰,vm前夕作為一個教練飛機,是在常規服務。
展開 鳥撞分析拯救生命
針對鳥撞事件全面優化機腹整流罩
機腹整流罩是飛機容易遭受飛鳥撞擊的區域之一。作為次級結構，機腹整流罩理想的建造材料是輕質復合材料。通過將OptiStruct中的先進結構優化功能和RADIOSS中的SPH 計算方法相結合，飛機制造商可在考慮鳥撞影響的情況下簡化復合材料設計。
要將鳥撞事件作為載荷工況整合到復合材料優化過程中，首先需要計算相關動能、速度和減速信息以及所需的變形極限，從而估算施加在飛機結構上的當量靜負荷。使用OptiStruct進行優化分析時，會考慮鳥撞的當量靜負荷以及整流罩的頻率目標和靜態載荷工況，從而確定排氣管中各層片的最佳形狀、厚度以及順序。
之后，還需要考慮鳥撞的最關鍵位置并將這些區域加固。例如，整流罩中覆蓋油箱、飛行控制電子設備等關鍵部件的部分需要充分加固，以承受飛鳥撞擊。一種可行的方法是使用RADIOSS分析鳥撞最嚴重的情況，從而確定保證飛行安全的前提下這些區域的最小厚度，然后在OptiStruct優化過程中將這個最小厚度約束用于這些區域。
結論
總體而言，許多飛機OEM和供應商都已通過虛擬仿真從多個方面改善了鳥撞分析過程。Altair已與其中多家公司建立合作關系，為其提供相關技術與專業支持以幫助他們順利完成分析過程。采用仿真所需的成本大大低于進行多次物理試驗所需的成本。此外，通過仿真可以分析多種情況并且快速評估設計更改帶來的影響，從而實現組件重量優化。
另外，仿真工具還能有效節省流程時間。仿真使制造商對于結構設計更有把握，使物理試驗可與生產過程同時進行，并且確保較高的試驗通過率。仿真的目標是讓設計一次通過——仿真技術經過許多應用領域的驗證，在未進行物理評估時就能夠提供出正確的結果。
展開 利用RADIOSS進行鳥撞分析
針對鳥撞事件全面優化機腹整流罩
機腹整流罩是飛機容易遭受飛鳥撞擊的區域之一。作為次級結構，機腹整流罩理想的建造材料是輕質復合材料。通過 將OptiStruct中的先進結構優化功能和RADIOSS中的SPH 計算方法相結合，飛機制造商可在考慮鳥撞影響的情況下簡化復 合材料設計。 要將鳥撞事件作為載荷工況整合到復合材料優化過程中，首先需要計算相關動能、速度和減速信息以及所需的變形極 限，從而估算施加在飛機結構上的當量靜負荷。使用OptiStruct進行優化分析時，會考慮鳥撞的當量靜負荷以及整流罩的頻 率目標和靜態載荷工況，從而確定排氣管中各層片的最佳形狀、厚度以及順序。 之后，還需要考慮鳥撞的最關鍵位置并將這些區域加固。例如，整流罩中覆蓋油箱、飛行控制電子設備等關鍵部件的 部分需要充分加固，以承受飛鳥撞擊。一種可行的方法是使用RADIOSS分析鳥撞最嚴重的情況，從而確定保證飛行安全的 前提下這些區域的最小厚度，然后在OptiStruct優化過程中將這個最小厚度約束用于這些區域。
結論
總體而言，許多飛機OEM和供應商都已通過虛擬仿真從多個方面改善了鳥撞分析過程。Altair已與其中多家公司建立合 作關系，為其提供相關技術與專業支持以幫助他們順利完成分析過程。采用仿真所需的成本大大低于進行多次物理試驗所 需的成本。此外，通過仿真可以分析多種情況并且快速評估設計更改帶來的影響，從而實現組件重量優化。 另外，仿真工具還能有效節省流程時間。仿真使制造商對于結構設計更有把握，使物理試驗可與生產過程同時進行， 并且確保較高的試驗通過率。仿真的目標是讓設計一次通過——仿真技術經過許多應用領域的驗證，在未進行物理評估時 就能夠提供出正確的結果。
【想獲得更多信息，請加技術鄰微信客服 jishulink888。
展開 DLR開展A320降噪改裝飛行試驗
在A320 ATRA飛行試驗中評估的改裝包括：前起落架機輪之間軸整流罩;前起落架上部的覆蓋板;制動器上的整流罩和主起落架上部支柱;前緣縫翼和襟翼上的多孔側邊。
機翼后緣下方的擾流器隔板可以覆蓋因A320制動裝置展開時產生的間隙，從而阻礙噪聲向地面傳播。連接到發動機噴嘴的開槽環減少了排氣噪音，作用類似于混合噴嘴。
●加裝到發動機噴嘴的開槽環有助于減少排氣噴嘴產生的噪音。
有些改裝技術是在歐盟資助的AFLoNext項目下研發的，該項目旨在為未來飛機提供成熟的主動流動控制技術。其中，主起落架降噪整流罩與賽峰起落架系統公司合作開發;空客參與了縫翼和襟翼邊緣處理裝置的研發。
在科赫施泰特的試驗過程中，ATRA在兩個地面聲學測量系統上方多次飛行。收集到的噪聲數據將與2016年5月使用未改裝的A320飛行試驗的結果進行對比。
來源：民機戰略觀察
作者：宋剛
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142米，水火箭沖沖沖
只有頭部的整流罩和降落傘艙摔壞了。于是重新3D打印了整流罩，重新制作了降落傘，由于上次傘艙提前打開的教訓，這次將傘艙打開時間延長到了7秒，并用鼓風機高速吹，模擬火箭上升過程周圍氣流可能對傘艙的干擾，沒有問題。
來到發射場地，繼續飛。準備，3，2，1！火箭啟動直沖云天，鏡頭難追身影忽閃；降落傘按時綻放如蝶翩翩，草坪輕落，一切完美無間！
怎么不顯示，怎么不顯示，啊嗚嗚嗚，不會吧。萬萬沒想到，測高儀壞了。
好事多磨，再來。老板，還買測高儀，2個，急用。空運給你，明天能到！
再次來到發射場地，這次放2個測高儀互為備份，肯定妥妥的了。準備，3，2，1！火箭啟動直沖云天，鏡頭難追身影忽閃；降落傘按時綻放如蝶翩翩，然后……
啊，下來了下來了。哇，好激動，多少。135米！可以可以！
這次飛行，除了降落傘艙受損，其余都完好，所以當時決定就地修復傘艙再飛一次，看還能不能飛得更高。準備，3，2，1！
哇，142米！太牛了！收工！
這枚水火箭，我制作了2天，飛行3天，試飛5次，耗材2個整流罩，3個測高儀，最后終于飛出了比較滿意的高度，雖然過程有些許曲折坎坷，但整體我覺得算幸運的了。
哦對了，還有更幸運的，就是在過程中，我還造出了一條小小彩虹，希望把這份小小的幸運送給屏幕前的你，朋友，好運！下期見！
展開 我做了一個水火箭
一般真實火箭會有一個整流罩，除了隔熱，其流線形狀還有減小空氣阻力的作用。
看來我的水火箭得換個頭。以真實火箭整流罩為基礎，按照我的水火箭尺寸建了模，用天洑優化軟件AIPOD以40m/s運動時阻力加重力最小為優化目標進行自動仿真優化，一晚上AIPOD自動算了近百個案例，第二天一早，我得到了想要的模型。它的重力加阻力是2.8牛，我也計算了原來的小頭同等區域重力加阻力是4.7N，也就是新模型可以給頭部減阻40%。就用它了。
下午我便拿到了3D打印的精心設計的整流罩。換個頭，嗯，這回看著就舒服多了。
來到發射場地，給動力倉注入水，加水量影響到飛行的高度，這是個經驗值，多數情況可加動力艙體積的三分之一。然后加到7個大氣壓。架好底座，設置好回收降落傘。為測飛行高度，在里面加了個測高儀。
準備 3-2-1。
降落傘在下落時沒有呈打開狀態，火箭以巡航導彈的姿態下來了，頭部摔得粉碎，好在測高儀完好，顯示飛行高度是78米。
比預想得低了些，回來后仔細回看視頻分析原因，是由于降落傘打開早了，在上升階段傘已經打開，既阻礙了向上飛行，又導致箭體下落時直接沖進傘腔里，降落傘無法正常工作。
我設置的是5秒打開降落傘，實際在空中2秒就開了，會不會是因為氣流沖擊等原因后續還需要詳細分析。對于我的首飛，就這樣啦，以后有機會再給大家飛。
我覺得水火箭的想法很是巧妙，真實火箭通過燃燒液氫液氧獲得高速氣體，火箭推力等于單位時間噴出物質的質量乘以噴出的速度。
科普中的火箭，為了安全，不能燃燒，那么就通過充氣加壓提高噴出速度，又將噴氣改成噴水，增加噴出物質量，共同增加火箭推力，讓幾個簡簡單單的瓶子飛到百米高空。
小時候，很多人想成為宇航員。希望今天這個小小的試驗，能讓你回憶起曾經大大的夢想。下期見！
展開 ANSYS Discovery Live工程設計大賽賞析
利用Discovery Live，整流罩（外殼）的設計人員可以快速了解設計在SpaceX隧道中以高速度運動時的性能表現。每次仿真的設置和分析時間大約是15分鐘。收集數據后，團隊可以將完成的設計發送給仿真團隊，以便更徹底地研究整流罩在高速下的性能表現。利用Discovery Live，HyperXite仿真團隊估計整流罩的設計優化至少節省了10小時。動力學結構團隊利用Discovery Live收集反饋信息，了解結構件如何承受驅動輪上連接的氣動裝置所施加的1500 N垂直力。通常，這類仿真需要30至60分鐘（包括設置和運行時間），但是該團隊的設計人員用15分鐘就獲得了結果。
University of Utah團隊
問題：
猶他大學的空氣動力學團隊需要更好地理解賽車上的不同組件如何改變氣流，以及如何通過改變賽車設計來減小阻力。團隊最近學習了如何在ANSYS Fluent和ANSYS CFX中進行參數化研究，但他們也在尋找一種更好的方法，以便在前期設計階段測試更多的設計迭代方案。
使用ANSYS Discovery Live：
學生團隊通過多種方式使用Discovery Live。他們能夠比較三種不同的懸架設計，并快速分析每種設計的優勢與劣勢。另外，他們還確定了一點，在懸架臂上增加薄的對稱翼型蓋板可提高空氣動力學性能，并整體改善汽車周圍的氣流。利用Discovery Live，他們能查看各個汽車組件的影響，更快速地執行仿真，并在設計流程早期階段做出更明智的設計選擇。
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展開 聯盟號火箭發射失敗，這一絕招挽救宇航員性命
根據相關報道，這次這兩位宇航員的逃生方式，由于火箭高度已經很高，逃逸塔和整流罩已經分離，只能依靠飛船自身與火箭脫離并借助降落傘返回地面，風險很高，因此引起極大關注。
而其實對于火箭發射階段，更加為人所知，或許可靠性也更高一些的是載人火箭必備的發射逃逸系統，也就是我們常說的“逃逸塔”，也是保障航天員安全的“生命之塔”。
這究竟是何方神圣？
運載火箭由箭體結構、飛行測量系統、推進系統、附加系統、控制系統和安全系統組成的。載人火箭為了安全起見，要增加一個獨具的逃逸系統，它是由可分離的頭部整流罩和逃逸塔組成的逃逸飛行器。
以中國的“長征二號”火箭為例：1臺分離發動機、由1臺逃逸主發動機、2臺高空分離發動機、4臺偏航俯仰發動機和4臺高空逃逸發動機組成的逃逸系統動力裝置。逃逸主發動機負責提供逃逸的動力，整流罩里有1個下支撐機構和1個上支撐機構，外面有4個像支架一樣的柵格翼。這些發動機的安全可靠性指標要求達到99.99%。需要逃逸的時候，“柵格翼”會按照指令展開，下支撐結構和上支撐結構緊緊抓住飛船的返回艙，實施逃逸。
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