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第４６卷第２期水道港口Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．２

２０２５年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒＡｐｒ．２０２５

波浪与发射荷载作用下的海上发射平台运动分析



陈澜铠，李雪艳，曲恒良，侯放，杨沫遥

（鲁东大学水利工程学院山东省海上航天装备技术创新中心，烟台２６４０２５）

摘要：海上发射方案可解决陆上火箭发射存在的位置固定、脱落物严重威胁人民群众生命财产安全

等问题，采用ＳＴＡＲＣＣＭ＋软件对船舶式海上发射平台原型开展数值模拟计算，研究船舶式海上发射平

台在波浪以及非定常发射荷载作用下的运动状态。在海上发射平台不同位置施加非定常发射荷载，探

究海上发射平台的横摇运动状态，寻找最优发射位置。探究波浪作用下发射平台宽度对横摇运动的影

响规律以及在发射平台不同横摇角度下非定常荷载对平台运动的影响。结果表明：最优发射点位于海

上发射平台中心位置；在不同迎浪角度下，随着平台宽度的增加，海上发射平台的横摇运动幅度减小；

为减缓火箭升空对海上发射平台运动响应的影响，在发射点处于平台横摇上升阶段进行发射。

关键词：海上发射平台；冲击荷载；规则波；ＳＴＡＲＣＣＭ＋；横摇运动；ＶＯＦ法

中图分类号：Ｐ７５２文献标识码：Ａ文章编号：１００５８４４３（２０２５）０２０２５９０９

随着社会经济的快速发展，航天领域的地位越来越重要。传统的陆上发射平台位置固定，火箭分离后

坠落物很有可能威胁人民生命财产安全且对生态环境造成影响。海上发射平台由于具有移动性强、坠落物

危害相对较小等优点，符合当下生态环境可持续发展理念，受到越来越多的关注与研究。

早在１９世纪，欧美一些国家就已经开始筹措海上发射计划，由美国、俄罗斯、乌克兰和挪威四国共同研

发的海上发射平台“奥德赛”成功完成海上发射，标志着欧美国家在海上发射平台技术上已走在世界的前

列，但只能发射小型火箭［１２］。虽然中国的海上发射平台技术起步较晚，但在一代代科学家不断的探索中，

我国海上发射平台研究也取得了辉煌的成果。２０１９年６月５日１２时６分，我国在黄海海域首次应用海上平

台发射技术，成功将“捕风”一号Ａ、Ｂ卫星及５颗商业卫星送入预定轨道。试验取得圆满成功，标志着我国

［３］

完全掌握了海上发射技术。２０２０年９月１５日９时２３分，我国第二次海上火箭发射取得圆满成功。这也

是“长征”十一号火箭首次以商业化的身份完成海上发射，同时再次证明了中国海上平台发射技术的可靠

［４］［５］

性。ＳＯＮＧ等探讨了中国新型低温液体燃料中型运载火箭的海基发射技术潜力，提出基于中国新一代

中型运载火箭（ＮＧＭＬＶ）的创新方法。

［６］

１）冲击荷载对海上平台运动响应的研究。俞俊等研究了平台在不同吃水深度、荷载大小和发射点位

［７］

置条件下发射火箭所产生的运动变化。朱勇强等建立了海上发射平台运动模型，探究火箭发射管道所受

［８］

风荷载。ＰＡＮＧ等通过模拟分析以及在船上进行试验，分析了冷发射过程中平台的冲击响应，试验结果显

示平台在发射阶段经历加速度显著增加随后迅速衰减，点火阶段的振动加速结构响应波动。ＡＳＨＩＳＨ等［９］

在深海火箭发射平台Ｔｒｉｃｅｒａｔｏｐｓ上，对不同火箭型号进行了数值模拟，研究发现结构的相对响应随着推力和

作用在平台上的力矩的增加而增加，大型火箭的发射显著增加了系绳张力。

［１０］

２）自然环境对海上平台运动响应的研究。ＳＨＩ等研究发现热带气旋波浪的最大高度和波浪足迹面

收稿日期：２０２４０５０８；修回日期：２０２４０６０３

基金项目：国家自然科学基金面上项目；山东省自然科学基金面上项目（ＺＲ２０２２ＭＥ１４５，ＺＲ２０２