QJ 1277-1987 卫星质量特性计算方法.pdf

1、中华人民共和国航天工业部部标准卫恩质量特性计算方法QJ 1277-87 ;$:标准规定了卫星质量将怜的计算方法。1兰登喜lliZ用于J2!1l.IE样、相样研制阶段，亦可在方案世i十阶段使朗。E盖k分系统等的阶段特性计算可参照使用。J1!1l.质量是特性计算的内容有:质量、质心位躁、转动惯量最反愤忡积等参数。1 计算的原始依撩8. 日盟总体布陆j图。用以确定计算膜元的烦心坐标值(XlitYI, Zi) () b. 星上产品配套袭和产品质量是分配袋。用来确定计算单元的质殷(m山。c. !Il.上仪器、没番号外形图皮卫星结构外形尺寸。用来确定计算单元的外形尺寸lOC简化的几何图形的尺寸。E 计算的

2、简化8. 计算且在元的质量均匀分布，.J: 1m心L!日T!l计算单兀简化的几何附形的形心ft镑。.ftIE样阶段的计算中，对尺寸、质量量较大的计算单元(如变轨发z;i)机，燃料贮箱等)的质心俄霞必须用精确计算(商代人，必要时使用实测值校核。b. 形状不阴定的液体、气休等计算单元阴其夜J1!1l.所处的状态下的稳定形状计算。C. 小零件、1击倒件等在计算时允许!l质点代辛辛。d. 忽略薄壁件的原度，简化沟面。e. 仪器.没备上的温拎包策层、f，f.顷，具!质量最并人相成的计算单元内，其尺寸JY忽略。r. 成且在也缆简化为相应的几何图形，较细的电缆、辛苦赂、细长构件简化为线。S 计算方法3.1

3、然标系3. 1. 1 参考也相i系O，X，YZl为参考坐标系。1一然析、原点，fi!l选在E垦的对接面或安装测量童基樵阔的几例中心上。X1轴一-12屋纵向对称轴，发射瞬时向七为IE，Y，轴一稿I在于纵#由if朗、发射瞬时指向射|白为正gZl由一-._jXl驰、Y1制敦白手直角斗桂树t系。航天工业部1987-0715发布1988-04心1实施。J1277 87 Jll质摄特恢计算戚朋01X1Y1Z1任标系，确定Jl景质心坐标的依靠量以及11攘的转动惯屋及惯性积的计算。3. 1. 2 星体坐标系OXYZ为主运体然标系。坐标原点，位于卫星质心处。X轴一卫搜纵向对称轴，与X1袖、#行重合，Y制、Z*由

4、一分别与Y1轴，Z 1轴忖丁。卫星质量特性巾转动惯量及惯性拟的数值用OXYZ坐标系给胁。3. 1. 3 计单元自身坐标系。IiXJjYIiZJi为第i个计算单元肉身坐标系。Ii一坐串草原点，&1声在i个计算单元质心处，一股是HE简化的几仰自到形形心上。Xji轴，YJi轴，Z Ji轴一计算单LJl:简化的几何对称轴，在般情况下XJi轴与几轴、归于，而YJi轴与Yj辆，Z Ji制与ZI轴52夹角儿，。1i第i个计算单元自身坐标系的YJ，轴、ZIi轴与参考坐标系的Y1轴、ZI轴的夹角(rad)，以逆时针方向为iE。该常标系用于求得各计算单元对其自身轴的转动愤簸。以上各也f，y，系及其中日互间的关系见

5、坐标系示意图。x, XJ; x 。泛dr 0, !, y, 主任本书系示革l自2 。J1277 87 3.2 计算单元的选iEIH且顽矶和m挺设计阶段，计算娘元的选llR比较粮略，甚至百H分成几个大的质最段s较小的仪器，设备，都可视为质点(自忽略:lt自身转必l惯量最)，较大的仪苦苦、设备(如燃料贮箱，变轨发动机等)0近似简化为一个几何网开兰。iE1!最初样、正中非阶段的计算中，通常以楼上的构件、各分系统的守主件仪器、L蓝得为计算颇元5较复杂形状的仪糕，防备贝IJ划分为若干个计算单元进行计算g甚至其质量最特性参数用实测愤代人计算。3.3 计算公式3.3.1 质.计算公式nu n咛血MT n 式

6、中:m l-一卫展质量章，k臣，m, -计算单元质量，kg n一一计算自立先数量生。3.3.2 卫!I质心坐标计算公式 m,X X, I I m, 2: m,y y12一一. ( 2 ) m); m,Z Ji Z、-一一一一一m); 式中:X，、yZ，-V垦质心在参考主任你系上的坐标，m , X、Y1i.Zi户一第1个计算单元质心在参考坐标系k的知标，m, 3.3.3 转动惯1世公式3 QJ 1277-87 Jx 2: Jx Ji+ 2: m川YIIZ+ZlAZ) - m, (Yf+ Zj) Jy立(1Yh.cos91i+lzJi sin6 Ji) +立mi(XJi+ Zji) mI(Xj+

7、Z) . (3 ) h骂骂(Jzli cos9川lYlisin26 +去mdY;j+ Xi) m， (Xj+ Yj) 式中，Jx, Jy, z-一甲卫星对里休坐标系的转动惯量量，kgm , Jx Ii. JY !i. 1z Ii 第i个计算单元纳.Jt自身铀的转动惯量去tkgm2D 计算且自元(简化的常用几何朗形的自身转动惯量计算公式(JXIi.Jyli, .lzJi) ill附放日。3.3.4 惯性积计算公式Jx z= 2: miXjiZ j 尸m，XjZjJyZ (miYjiZji+ Jr ji- )z li 2 Sin261i)白ml:YjZj lxY= 2: m,XIi Yji - m

8、,Xj Y1 式中:Jxz lyz、Jxv-J2!1l.对墨休坐标系的愤做积，kgm , Jy 1 i、)Z，i一一第i个计算单元对参考坐标系的转动愤巅，kg m2 0:1 一般情况下计算单元对自身坐标系的惯性积数债较小，可忽略。3.1.5惯性主轴计算公式a. 3.5 .1 惯性;t输与理体坐标系X、Y.Z轴突角计算公式t.n2a-2J1 反二三d吨-JzJ . ( 4 ) 2I., tan2 -:一L一.(川Z -y n2Y币2Jxy-m 丁;丁丁式中g叭队为惯性尘轴分别与X、当、H、Y为小段时( 3230 LPRINT SPC (10) , uJZ = , JC (2) , (kgm* m

9、) 3260 LPRINT SPC (10) , JX=. , JC (3) , (kg-m*m) 3270 LPRINT SPC (10) , JYZ =. , JC (4) I (kg- m. m) 3280 LPRINT SPC (10) , JXZ = , JC (5) , (kg- m. m) 3290 LPRINT S PC (10) , JXY = , JC (6) , (kg- m * m) 3300 RETURN 4000 TYPE NAME COD且4010 PRINT PLEASE CHOICE TYPE NA如航COE IK. 4020 PRINT 1. EMI TY

10、BALL 4030 PRINT 2.且如!PTYCYLINDER 4040 PRINT 3. CUBO lD 4050 PRINT 4. F AS E CIRCUL- CONE OF CUTT巳DTOP. 4060 PRINT 5. HAFL日ALLSHLL 16 QJ 1277一874070 P R INT 6. THIN P LA TE 4080 PR INT 7. FLANGE 4090 PRINT 8.THIN BAR 4100 PRINT 9.CIRCUL CONE 4200 RETURN 5000 R且MPLEASE READY DATA, IK , ME , R, rj , A，

11、日，H, THETAj , THETA2 , X, Y, Z 5005 DATA 3 , 1310, 0 , 0 ,1. 7, 2.5 ,1.9. 0 , 0 , 0 , 0 ,1.25 5010 DATA 3 , 60, 0 , 0 , 3.4, 0 , 5 , 0.35 , O. 0 , -4.35, .2 5020 DATE 3 , 50. 0 , O. 2. 0 , 10, - .35 , 0 , 0 , 0 , 2.5 5030 DATA 0 5053 DA T A 2 , 3. 2 , 3 , 2. 32 , 3 , 32 , 3 , 2. 32 , 3 , 23 , 23, 23

12、 , 23, 23, 23, 23 , 23 , 23 , 23, 23, 2 , 3 17 81 匀质细长忏B2 薄矩形板18 。J1211一们附来B情用几何图形的质心和转动惯量计算公式(参考件)主jjJvJj =mp!12 Jz j尸mil!12EJF Jv Jj= ffiib2!12 lz j 卢mia2/12V ，、I月i1Xli工mi(. + b2) /12 83 长方体j i 84 球体85 西靠自国环(简化为线坏)。J1277-87 Xj 鸟l)YJ产mi(b + h) 112 JZ Jimi (a + h) /12 lXJi= mi (a + b) /12 马i?di JXJi

13、= JY Ji= lz J才时lJj lZJi lYJ俨i严个=十m川1i旷卢rJxJ1忑mir2 ZJi r, 斗三均半径19 血薄圆板B7 实心剧性体B 实心iE司锥体20 l. 苟Iv. )1 QJ1Z71 87 JYj， JlJic工土mir24 JXjIZ时I jyjIjz rfi(3r2+h2) _. 12 JXjIZfmM JYj,=JZ Ji=imi (4 r+h) 碍。jxjfimar2 10 QJ 1277-81 B9 椭球体Jz H:子(川，)tn ? a 叫一5V且Jx Ji干仙的Bl0 旋转椭球休.i i 去Jjn r ( m-B Y Z Jv li 2 mi xJi

14、气了r3 21 BI1 旋转抛物线体自12空心阀球22 . -JI QJ1H7-们klJ 幽他L2 JZ Ji生JY li=工.:_(r勺工)6 3 Jx Ji寸mir2iJ 2 R 5 _ r JX Ii= lv Ii = JZ Ji=mr-丁亡7了Bll 椭阴板运:i/lz J且寸ffiib UV + &组aw组帽，、mm叫-m4M dlm4 yj EdVA j B14 半自由校体均;md+imtbz 12 mr2 23 。J1277-87 815 空心阙校体Jz Ji= Jy Ji黑一旦(3R+3r2+h),. - 12 J, Ji m 2 (日2+ r2) B18 兰卡椭球体/ .ly

15、Ji之(64b+ 19的320 J，Ji=旦，(64仇19h2) 320 与Ji斗川24 817 半球休811 翩环QJ 1277们83 , J7, Ji= Jy Ji血m且r320 H=号m，r2X; i Y;I JZ Ji=今叫2)Jy川Y加m矶且川i(R仪H22勺当院时T简均纯坏，可ffl下式sJz Ji Jy Ji 1, jj= m lU=-;:-白血JXH miR2 25 自1.椭自国环胞!o矩形截团圆环26 QJ U77-87 zji m , _ 3 1 lz Ji=一一_(R+ a + -c-h) 4 2 lx(R2+卡2)lYji Jz ji Xj; )J; JI lz ji=

16、一旦L一(6R2+a2+h2)12 JyJj= mi (R2斗的ly Ji= J在ji鹏%1等边三三角中上B! 等腰樱到自你QJ 1277-17 )Zll二JyJi =-坐土(a2 t 2的24 m, Jx 打工一.12 )(ji ijj lzj12EL(2hZ+3aZ) - 36 Jy jit11L(4h2+3bZ) 72 JXIi=旦-(2 . + b) 24 27 BZI i交角概形休均iB24 成角饿体28 QJ 1277干87Xjj JZ Ji立m骨 3- (2 h+ 3 b2) JVfj=! yjj您l(.2 + h) J X j石rx11(b236 (3b, 2 .) 才可)1污

17、tJz j22fL(b2+立h)20 -4 J mzq Y li:;:;:一一(.+二h)20 -4 rn j j ix一-(. + b) 。20FJt QJ 1277一盯8 2ti 锥台XJj FJXO Ji 23 r3 2 十一+:E PH-R 2一+hF R一(-A结-n-j3R5r5 xJi二百mi于8ft 锥台侧表面、rx。一h(R+2r)Ji 3 (R+r) m: ffii 2Rr YJ产二手(R2+r)+ .:. h (1 +丁-;-;-d ， ， . 18 - -.L (l +r): Jx Jj:号(R2+r)JZjj=YJj 29 827 IE圆锥侧表面821 椭圆柱30 Q

18、J 1277-87 、.JI 骂i习J1z Ji:干。寸的，JyJi = 1z Ji JX ja=m1r2 .川卢，-Xji h XO Jj: 。Jz1=EL(3a2+h2)12 Jy j1=JEL(3b2+h2) 12 m; J)( J i:一-(a+ b) 4 ljl QJ 1277-87 828 圆柱表面);i a j z J m 1 3 y2 (r+ 2 h) +h (3 r+h) 12 (r+ h) Jji=己工工三LJl-2r+h JYl j=JZJi BIO 圆柱侧表面到JI Y /i L2 ffi , n JZJi: JYJi二亏LH+t)JX Ji二mjrl31 BSl 圆弧线QJ 1277一们BIZ 半球面32 飞口，、马i且一 nFi - 忌。-un- j 0 71u sm， J7 Ii m iR 2 2 - ( 一二-主一)勺t 1 S10。COS，jyrtmF1+一寸741 SID?目Jx jj=二二miR1 -一一子千一2 2i Sln.， 2 (一一一-n XJl r J S J7 I;: ZJi二ffijr12 JVj= X Ji=3rnir . 嗜LJ = t l va j QJ 1%17一盯附加说明=本标准由航天工业部七八所提出。本标准由航天工业部五院五。一部负责起草。本标准主要起草人高裕祥、情兆兰、白珍娥。33