虚实结合模态试验技术助力长征八号新构型首飞成功
2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭在海南文昌发射场点火起飞，以“一箭22星”的方式将载荷送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。本次任务是长征八号火箭不带助推器的新构型首飞，创造了我国一箭多星的最高记录。长征八号运载火箭在充分继承长征系列运载火箭设计经验的基础上，没有开展全箭模态试验，是我国首个在研制中基于模块化模态试验结果，同时结合虚拟试验给出全箭模态参数的中大型火箭，从首飞到新构型发射的圆满成功，虚实结合模态试验技术均发挥了重要作用。长征八号运载火箭采用“模块化、系列化、组合化”的设计思路，一级和助推沿用了长征七号一级和助推结构，二级沿用了长征三号乙三级结构。为了实现火箭快速集成研制，试验人员在充分利用长七一级/二级飞行/靶场竖立、长七甲一级/二级/三级飞行/靶场竖立、长三乙三级飞行共30余个状态模态试验结果的基础上，通过虚实结合——已有试验和仿真分析相结合，在不开展全箭模态试验的条件下，获取了全箭模态参数。航天科技集团一院702所副总师朱曦全指出，长八火箭在研制过程中，为了获取长八火箭的模态参数，为其姿态和导航控制提供重要的设计依据，试验团队按照三维动力学建模建立了全箭模型，通过长七（长七甲）一级/二级模态试验结果修正得到了芯一级加助推的模型，参照长三乙模态结果得到了二级的模型，并首次建立了发射平台模型。在制定实施靶场竖立状态模态试验中，采用新方法完成了我国首次该状态下的模态激振和振型斜率采集，进而修正确认了有限元仿真模型的正确性，这也是模态综合技术在我国运载火箭研制中的首次应用。朱曦全表示，经过验证，在充分的部段试验及组合状态试验的基础上，模态综合技术的结果是合理可信的，可以应用于型号首飞及后续发射，这种方法还可为未来重型运载火箭的研制提供借鉴。
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