葛 悦，王洪波，龚 旻，赵俊锋，高 峰，罗 波，牛 飞

(中国运载火箭技术研究院， 北京 100076)

为提高运载火箭的运载能力，卫星舱多设计为薄壁结构，在进行分离动作时具有显著的刚柔耦合效应[1-3]。一方面，卫星舱结构需要有足够的强度与刚度，在大冲量分离力作用下能够避免分离过程中各分离体以及有效载荷之间发生碰撞，保证分离过程迅速、安全；另一方面，卫星舱结构质量的增加也将对火箭的运载能力产生直接影响。因此有必要开展卫星舱优化设计，考虑壳体柔性对分离过程的影响，在保证分离安全性的基础上尽量减小卫星舱的结构质量。

以车辆、火炮、船舶等对象，考虑结构刚柔耦合特性的灵敏度分析与优化设计的研究工作已引起普遍关注[4-7]。针对导弹及火箭的分离过程多基于刚体模型开展灵敏度及可靠性分析，岳玉娜等[8]分析了导弹适配器分离的运动特性和安全性。张海瑞等[9]基于刚体模型研究了飞行器级间分离的可靠性。崔奇[10]针对旋抛分离的柔性整流罩进行了仿真与可靠性分析。对于运载火箭卫星舱壳体分离的相关研究工作还有待开展，因此有必要基于刚柔耦合研究卫星舱壳体结构参数对卫星舱壳体分离的影响并进行优化设计。

本文首先根据柔性多体动力学理论，选取卫星舱壳体半罩的结构参数及推冲器安装位置等参数为设计变量，将设计过程中较为关注的卫星舱壳体质量、分离体与有效载荷的最……