宇航火箭发动机自顶向下的并行设计

    【关键词】设计方法    设计步骤    优势

1  前言

    中国航天科工集团第六研究院，是中国第一个固体火箭发动机研制生产基地。30多年来，中国航天科工集团第六研究院共获得近300项国家级和部委级科技成果奖。研制出一批优质的航天产品：我国第一颗人造地球卫星——“东方红一号”使用的运载火箭中的第三级固体发动机就是由该研究院设计；六院研制的上面级发动机——EPKM，1995年两度参与发射卫星，准确地将亚洲二号卫星、艾科斯达一号卫星送入预定轨道；六院研制的铱星变轨发动机，连续7次发射成功，将美国摩托罗拉公司的12颗卫星准确释放在预定轨道。

    该宇航火箭发动机为某航天运载器的小型推力火箭发动机，其结构新颖，技术先进。但要求的设计周期只有两周多的时间，时间非常紧迫，如果仍然采用原来的自下向上的二维设计方法，则不可能按时完成设计，必将对某航天运载器的发射造成不良影响。为了满足该宇航火箭发动机的设计要求，我们采用了一种新的设计方法：使用PTC公司的Pro/ENGINEER 2001、Pro/INTRALINK软件，采用自顶向下的并行设计在规定的设计周期内高质量的完成了该宇航火箭发动机的设计，取得了良好的效益。下面，将详细介绍使用PTC公司的Pro/ENGINEER 2001及Pro/INTRALINK软件圆满完成该项目的方法、步骤及优点。

2 设计方法及步骤

    使用Pro/ENGINEER 2001、Pro/INTRALINK软件完成了某宇航火箭发动机自顶向下的并行设计，大大提高设计效率及设计质量。其方法及步骤如下。

2.1 确定设计师系统及产品逻辑结构层次

    在Pro/INTRALINK中根据设计目的确定产品的逻辑结构层次，形成产品树。并按照设计师系统分别设定设计师的权限。如图1所示。

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图1 产品逻辑结构及相关设计师

2.2 总体设计师确定产品组成、布局和关键尺寸

    发动机总体设计师根据某航天运载器的总体要求、发动机性能设计要求，按优化设计原则，确定了发动机的组成结构、关键尺寸以及各分系统接口尺寸，形成了满足产品功能要求的总体设计方案 ；然后在此基础上，通过在Pro/ENGINEER的布局（Layout）中，构建发动机草图，将关键尺寸、接口尺寸定义成变量，给定设计约束条件、关键的设计参数等设计信息，以驱动整个产品的设计、修改；将定位基准根据发动机组成结构定义成变量，以确定产品的装配关系；建立表示部件设计的参数表，表中可以包括注释、全局参数、关系和全局位置信息，以及组件、约束条件、需求以及部件必须怎样才能组合在一起的说明，这些表格可以提供处理尺寸和参数化信息的高级方法，同时，它又促进了部件设计。如图2所示。