常规推进剂加注诸元靶场应用系统的设计与实现

论文摘要

在火箭的测试发射过程中，常规推进剂的加注是一项重要的工作，其加注量的确定和推进剂发射温度的保证是由诸元计算来完成的。目前的诸元计算仅具备了加注温度和发射温度的计算、库房调温值确定、加注量计算等功能，不能实现数据的存储管理、加注后贮箱状态预估和推进剂温度变化预测。 本文在总结各型号火箭加注诸元计算方式的基础上，针对推进剂加注后温度变化以及运载火箭贮箱容积、推进剂密度、气枕的变化及其仿真技术进行研究。建立了推进剂加注后的温度变化模型，实现了推进剂温度变化的仿真；分析了诸元计算中使用的不同数值积分方法的精度，在各型号运载火箭的任务中统一采用了4级4阶Runge——Kutta法；研究了推荐过程RPM(Recommend Process and Model)的开发思想，形成了以基本用例图逐步导出系统多维视图，即基本用例为驱动的开发过程；利用类的继承和多态性(polymorphism)等特性，实现了多型号火箭、多任务、多功能的集成；分析和比较了以连载的方式和利用数据库进行数据管理的不同特点，采用了MFC特有的文件串行化概念，建立数据的存储和管理；研究了MFC中视图类(CView)调用图形设备接口(GDI)，实时绘制图形的方法，以图形化的方式仿真推进剂加注后的温度变化情况。 基于以上研究设计和实现的常规推进剂加注诸元靶场应用系统主要包括多型号集成化的加注诸元计算、推进剂加注后在贮箱中温度变化仿真、特定情况下箱体状态预估以及加注诸元任务数据的存储管理。诸元计算的集成化设计便于不同任务的数据进行比对，使加注前发现并避免故障成为可能；推进剂温度和贮箱状态直接关系到运载火箭是否能正常发射和飞行，推进剂加注后在贮箱中温度变化仿真和箱体状态预估使得靶场在推迟发射等特殊情况下可以预先掌握推进剂温度和贮箱参数信息，增强了运载火箭发射工作的科学性和预见性。

论文目录

• 目录
• 图目录
• 表目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 常规推进剂加注诸元概述
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 诸元计算的现状及存在的问题
• 1.2.2 目标和意义
• 1.3 主要研究内容和创新点
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 研究难点和创新点
• 第二章 数学模型
• 2.1 常规推进剂加注后温度变化建模与仿真
• 2.1.1 推进剂温度与环境温度的关系
• 2.1.2 常规推进剂加注后温度变化模型建立
• 2.1.3 温度仿真模块算法的设计和分析
• 2.2 推进剂加注后火箭贮箱内变化情况预估
• 2.3 常规推进剂加注诸元计算
• 2.3.1 公用数学模型和公用数据
• 2.3.2 某型号运载火箭常规推进剂加注诸元计算的数学模型
• 第三章 多型号运载火箭诸元计算的集成化设计
• 3.1 面向对象设计
• 3.1.1 基于UML标准的RPM开发过程
• 3.1.2 系统的多维视图建立
• 3.2 系统的组织框图及概述
• 3.3 软件的设计和实现
• 3.3.1 计算算法的优化
• 3.3.2 多型号任务软件的功能集成
• 3.3.3 多型号任务数据的统一管理
• 第四章 连载方式实现数据管理的研究
• 4.1 数据管理方式
• 4.1.1 数据库与串行化数据管理方式的比较
• 4.1.2 连载的过程
• 4.2 连载在应用程序框架中的实现
• 4.2.1 使类连载化
• 4.2.2 连载函数的定义
• 4.2.3 变量的插入（store）和提取（load）
• 第五章 推进剂加注后温度变化仿真
• 5.1 仿真模型的建立
• 5.1.1 推进剂温度与环境温度的关系
• 5.1.2 各型号火箭加注后到发射推进剂温度数学模型的建立
• 5.2 仿真模块的实现
• 5.2.1 仿真模块中数据的获取
• 5.2.2 图形显示的实现
• 第六章 系统的应用
• 6.1 主要结论
• 6.2 推广及获奖情况
• 致谢
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 参考文献