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2025年4月强度与环境Apr.2025
第52卷第2期STRUCTUREENVIRONMENTENGINEERINGVol.52No.2
适应故障模式的运载火箭载荷计算方法
王檑袁赫刘晖祁峰邓新宇马英
（北京宇航系统工程研究所，北京100076）
摘要：随着运载火箭智能化水平的逐步提高，火箭系统具备一定的故障诊断和处置能力，因而运载火箭的
载荷计算已不再局限于正常工况设计，即需要考虑火箭多种故障的适应能力；针对静定捆绑火箭助推器发动机
故障、两侧助推推进剂质量不等的故障模式，基于达朗贝尔原理，推导了运载火箭截面载荷的计算公式，并与有
限元计算结果进行对比，验证了计算方法的正确性；通过选取工况进行分析，故障工况在捆绑传力点附近部分截
面载荷超出正常工况，在设计中应予以关注；同时，该方法相比有限元具有灵活、快速的优点，对于构建集成载荷
计算的多专业联合仿真平台具有重要的工程应用价值。
关键词：运载火箭；故障模式；载荷计算；达朗贝尔原理
中图分类号：O313.7文献标识码：A文章编号：1006-3919(2025)02-0020-07
DOI：10.19447/j.cnki.11-1773/v.2025.02.003
LoadCalculationMethodofLaunchVehicleAdaptedtoFailureMode
WANGLeiYUANHeLIUHuiQIFengDENGXinyuMAYing
(BeijingInstituteofAstronauticalSystemsEngineering,Beijing100076,China)
Abstract:Withtheprogressiveenhancementofintelligentcapabilitiesinlaunchvehicles,rocketsystemsareable
topossesscertaincapabilitiesforfaultdiagnosisandhandling.Consequently,loadcalculationsforlaunchvehiclescan
nolongerbelimitedtonormaloperationalconditionsbutmustalsoaccountforadaptabilitytomultiplepotential
failurescenarios.Inviewofthefailuremodeofstaticallydeterminatestraponrocketboosterenginefailureand
unequalmassofpropellantsonbothsides,thecalculationformulaoflaunchvehiclesectionloadisderivedbasedon
thedAlembertprinciple.Comparedwiththeresultsoffiniteelementanalysis(FEA),thecorrectnessofthemethodis
verified.Byselectingtheworkingconditionsforanalysis,itisfou
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