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小型火箭发射船概念设计及耐波性优化
| 论文题名： | 小型火箭发射船概念设计及耐波性优化 |
| 关键词： | 火箭发射船;概念设计;运动幅值;耐波性优化;船型选择 |
| 摘要： | 航天技术在维护国家战略安全，促进国民经济发展等方面具有重要意义。目前火箭发射以陆基为主，但随着人类对于航天发射要求的提高，陆基发射在灵活性、隐蔽性及经济性等诸多方面的局限性逐步显现，海基发射的观念应运而生。海上火箭发射方向不受限制，并能充分利用赤道附近地球旋转线速度以提高火箭运载能力、延长发射卫星使用寿命并降低发射成本。鉴于海上发射对未来军事需求和火箭发射商业化的深远意义，本文围绕一款双体火箭发射船开展了概念设计和优化研究，主要工作如下： 针对船型选择，考虑发射载体受风、浪、流载荷冲击始终处于运动状态，会对火箭发射的初始姿态、初对准及箭体结构造成不利影响，所以本文重点从耐波性能方面针对备选船型的优劣进行了对比分析，择优而取，最终选定了综合性能最佳的双体船型为设计采用船型，完成了对双体火箭发射船的初步概念设计及总体性能计算。 火箭竖起后在发射载体上的运动幅值及结构响应程度取决于发射载体摇荡施加给火箭的弯矩，该弯矩越小、火箭摇荡幅值越低、发射成功率越高。因此，火箭所受弯矩为影响其发射成功与否的重要因素。应用结构力学理论，将火箭固定于发射载体基座情形简化为一端刚性固定一端自由的非均匀弹性悬臂梁结构，计算其刚体运动及弹性振动，由此推导得出火箭承受弯矩公式。 以上述研究得到的火箭承受弯矩公式为基础，计算得出火箭发射载体耐波性优化目标函数，针对影响船舶耐波性能的主要参数进行分析，确定优化过程的设计变量，根据火箭发射要求及船体航行要求确定优化约束条件，应用最优拉丁超立方方法(LHD)选取样本点，对其进行耐波性及阻力计算，采用二次插值方式扩充样本点数据，建立基于基函数神经网络模型（RBF）的优化模型，应用模拟退火法（ASA）、非线性二次规划法（NLPQL）及多岛遗传算法（MIGA）进行求解，搜索、得到符合约束的耐波性能最优船型参数。 |
| 作者： | 白乐巍 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 韩端锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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