[发明专利]运载火箭随机振动试验条件确定方法

说明书

本发明提供了一种运载火箭随机振动试验条件确定方法，包括：针对待测火箭的除尾段以外的其他舱段，分别实施以下步骤：获得关注舱段的外噪声声压级谱及表面重量密度；根据参考舱段的外噪声声压级谱、表面重量密度，及其上单机设备的随机振动响应，与待测火箭关注舱段的外噪声声压级谱及表面重量密度，计算得到所述关注舱段上单机设备的随机振动响应；其中，所述参考舱段为参考火箭中与所述关注舱段结构相似的舱段，所述参考火箭为已飞行成功的火箭；对所述关注舱段上单机设备的随机振动响应进行包络处理，以得到所述关注舱段上单机设备的随机振动试验条件。

技术领域

本发明涉及运载火箭领域，尤其涉及一种运载火箭随机振动试验条件确定方法。

背景技术

运载火箭上的单机设备在发射段经受的随机振动环境因素包括两方面：一是发动机平稳工作段的推力脉动沿结构的传递；二是单机设备安装面在噪声作用下的局部振动响应。箭上单机设备的破坏或失效与所承受的随机振动环境密切相关，试验条件准确程度直接影响着产品的设计水平和地面试验的有效性，影响单机设备的质量，这是关系到火箭飞行成败的关键因素之一。

现有随机振动试验条件设计方法主要依靠从实测的环境数据出发，有了大量可用的实测环境数据，用统计方法分析这些数据，并进行适当包络，制定出相应的试验条件。但是大量的实测环境数据只有在火箭生产出来，经过多次飞行试验后才能获得，而试验条件总是要求在火箭设计之前提供，以便用试验的方法检查单机设备对环境的适应性。

因此，为了满足新火箭设计的需要，试验条件必须在缺乏新火箭的实测环境数据条件下完成，所需的环境只能靠预示解决。在预示方法上，常采用有限元、边界元、统计能量法等分析方法，但分析模型需经过充分的验证才能保证计算的有效性。仿真计算中一些关键参数，如损耗因子等需要通过试验获得，也大大增加了仿真预示的难度和计算结果的不确定性。同时仿真预示需要耗费大量的时间和精力，为新火箭的方案快速论证等带来诸多不便。

发明内容

为了解决以上提到的一个或多个技术问题，本发明提供了一种运载火箭随机振动试验条件确定方法，其特征在于，包括：针对待测火箭的除尾段以外的其他舱段，分别实施以下步骤：

获得关注舱段的外噪声声压级谱及表面重量密度；

根据参考舱段的外噪声声压级谱、表面重量密度，及其上单机设备的随机振动响应，与待测火箭关注舱段的外噪声声压级谱及表面重量密度，计算得到所述关注舱段上单机设备的随机振动响应；

其中，所述参考舱段为参考火箭中与所述关注舱段结构相似的舱段，所述参考火箭为已飞行成功的火箭；

对所述关注舱段上单机设备的随机振动响应进行包络处理，以得到所述关注舱段上单机设备的随机振动试验条件。

可选的，所述关注舱段的表面重量密度为舱段安装的单机设备的总重量与舱段表面积的比值。

可选的，所述计算得到所述关注舱段上单机设备的随机振动响应，具体包括：

通过以下公式计算得到所述关注舱段上单机设备的随机振动响应：

其中：

P_n(f_c)为关注舱段的外噪声声压级谱；

w_n为关注舱段的表面重量密度；

P_r(f_c)为参考舱段的外噪声声压级谱；

w_r为参考舱段的表面重量密度；

G_r(f_c)为参考舱段上单机设备的随机振动响应；