MRDS弹箭总体方案快速设计评估软件

概述

弹箭总体方案快速设计评估软件主要用于导弹、火箭及空天飞行器的论证设计及方案设计及分析评估,简称MRDS软件。该软件结合了导弹、运载火箭及空天飞行器的设计特点及要求,借鉴了国内外飞机总体设计软件及导弹总体设计软件的经验,按照正向创新设计思想进行开发,主要包括总体方案定义、方案快速建模、方案快速分析、方案快速评估这四大模块。用户可通过拖拽方式和参数定义的方式快速创建导弹、火箭或空天飞行器的方案三维模型,并基于模型进行多领域的快速分析及方案评估,形成下一阶段工程研制所需的总体方案。

该软件可用于机载导弹及炸弹、火箭弹、巡航导弹、弹道导弹、运载火箭、空天飞行器、高超飞行器、卫星、空间站及空间探测器等航天产品的总体设计。该软件可将设计师的创意快速转化为概念方案三维模型,并支持对三维模型方案的快速分析验证和评估。方案建模时按照部件方式建模,主要部件可分为弹头、弹身、翼面及舵面、进气口及喷管、舱盖、储箱、级间段、助推器等,舱段划分与布置及系统布置是采用简化模型或导入模型的方式进行创建,可对载荷舱/武器舱、控制舱、燃料舱、系统设备舱及动力舱进行快速布置。该软件框架灵活,能根据需求快速定制开发和软件集成。

弹箭总体方案快速设计评估软件界面

特色功能


  1. 方案定义:任务需求及战术技术指标分解(性能参数)条目化层级化,设计方案及系统方案分析模板化(战斗部、级数分析、推进系统、制导系统、发射系统),支持方案定义数据的统一管理,为三维建模及快速分析评估提供初始参考数据;
  2. 外形创建:外形建模分类化、部件化、参数化,不同类型部件外形采用不同的快速建模方法;
  3. 结构布置:结构快速布置采用基于二维布置图的方式,实现截面类型、截面尺寸及间距的定义和调整,实现结构布置批量化三维化;
  4. 舱段布置:舱段布置采用专业定制的方式实现参数化快速创建,支持不同类型的舱段划分与布置,包括弹头武器舱/载荷舱、控制舱、燃料舱、动力舱等;
  5. 系统设备布置:系统设备布置采用自定义结构树的方式实现快速创建,可实现简化模型、管线模型、参数化模型及外部模型的调用与布置,可布置武器系统/载荷系统、控制设备、舵机及操纵系统、储箱系统、发动机、助推器等,支持复杂系统方案的快速布置与分析;
  6. 分析模型处理:外形、结构等设计模型可自动生成多领域分析模型,实现模型联动,缩短分析前处理时间;
  7. 质量质心及转动惯量计算:基于方案三维模型可以计算结构及各分系统模型的质量质心及转动惯量数据,便于各系统质量控制和操纵性能分析;
  8. 质量分站计算:按照弹体方向创建多个平面对三维模型进行切分,将质量模型通过一定的算法分解到分站平面上,形成质量分站曲线;
  9. 气动快速分析:气动分析模块集成DATCOM等气动分析软件或者自研程序,也可集成CFD软件进行全弹及部件气动力系数计算;
  10. 载荷分析:基于气动分析、质量分布计算以及飞行包线定义等方式实现全机载荷快速分析,支持外部载荷数据导入及集中载荷定义,可模拟多种极端载荷工况;
  11. 弹箭专业分析模块集成,可按照用户要求集成动力系统性能分析、弹道分析、制导系统分析、命中精度分析等自研程序或工程算法,实现快速分析;
  12. 结构强度分析:结构强度分析集成Abquas、Nastran等强度分析软件方式,基于自动生成的结构有限元网格模型实现结构强度快速分析,并可自动进行后处理;
  13. 方案评估模块:通过设计分析参数提取插件可实现总体方案参数的提取,采用一定的工程算法及评估方法,将参数进行无量纲化处理,结合权重系数定义,实现总体方案的快速评估与选型;
  14. 报告自动生成:根据预置的方案报告模板,对各模块数据进行抽取,实现方案设计报告自动生成。


客户价值


  1. 实现了弹箭总体设计软件化、环境统一化、软件集成化、操作简化,使总体设计更规范,效率更高,质量更高;
  2. 拖拽方式和参数定义方式实现总体方案概念模型的快速创建,不受弹箭快速设计模板约束,更好地支持新型导弹、火箭等产品的正向创新设计;
  3. 总体方案三维模型化且能自动生成多领域分析所需的分析模型,设计模型更新后分析模型可自动更新,可实现基于模型的多领域快速分析及优化,可设计出更优的弹箭总体方案;
  4. 统一的方案数据管理模式支持快速多方案设计,支持方案快速评估与选型,实现优中选优,为工程研制提供更准确的方案输入,减少工程研制阶段的返工迭代,缩短研制周期;
  5. 单机部署及应用方式,可实现在竞标现场和客户现场的方案演示与调整,采用模型化的方式可更好地展示方案全貌,提升项目竞标成功率和客户满意度。


典型应用

航天某研发中心是我国导弹、运载火箭及空天飞行器的重要研发单位,为我国研制了多款导弹及运载火箭等产品。本案例是总体设计部门利用MRDS软件对新型空天飞行器总体方案进行了快速设计及分析,主要可实现外部导入外形的缺陷诊断与外形重建,外形分部件参数化快速创建,基于部件外形的结构快速布置,冷结构包络体生成,系统模型布置模块包括详细模型布置、参数化机构模型布置、简化模型布置等,形成总体设计方案后可对内部空间进行分析检查,如果不满足要求,可以进行布局调整,形成满足要求的总体布局方案。基于总体方案三维模型,可以进行飞行器质量特性分析、质量分站分析和推进剂切分计算。为后续研发阶段提供重要数据支持。

某新型空天飞行器总体设计方案三维模型

应用案例系统架构