• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (1): 59-78.doi: 10.3901/JME.260004

• 特邀专栏:运载火箭机构技术 • 上一篇    

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运载火箭非火工分离机构复用可靠性研究综述与展望

撒国栋1,2,3, 王栋1,2, 刘振宇1,2, 孙嘉诚1,2, 侯明杰1,2, 李志男1,2, 谭建荣1,2   

  1. 1. 浙江大学CAD&CG全国重点实验室 杭州 310027;
    2. 浙江大学机械工程学院 杭州 310058;
    3. 浙江大学宁波国际科创中心 宁波 315100
  • 收稿日期:2025-04-11 修回日期:2025-07-23 发布日期:2026-02-13
  • 作者简介:撒国栋,男,1990年出生,博士,副教授,硕士研究生导师。主要研究方向为复杂装备智能设计与数字孪生。E-mail:sgd@zju.edu.cn
    王栋,男,2001年出生,博士研究生。主要研究方向为复杂装备可靠性分析与优化设计、人工智能与大数据、产品数字化设计。E-mail:dongwang24@zju.edu.cn
    刘振宇(通信作者),男,1974年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为复杂装备智能设计、数字孪生、机器视觉。E-mail:liuzy@zju.edu.cn
    孙嘉诚,男,2001年出生,博士研究生。主要研究方向为产品数字化设计。E-mail:sunjc@zju.edu.cn
    侯明杰,男,1998年出生,博士研究生。主要研究方向为工程图学,智能设计。E-mail:houmj@zju.edu.cn
    李志男,男,1996年出生,博士。主要研究方向为复杂产品智能设计。E-mail:zhinanlee@zju.edu.cn
    谭建荣,男,1954年出生,博士,教授,博士生研究生导师,中国工程院院士,中国机械工程学会副理事长。主要研究方向为复杂装备数字化设计与制造、机械设计及理论、复杂装备健康管理等。E-mail:egi@zju.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(U24B6005)。

Review and Prospect of Reuse Reliability Research on Non-pyrotechnic Separation Mechanism of Launch Vehicle

SA Guodong1,2,3, WANG Dong1,2, LIU Zhenyu1,2, SUN Jiacheng1,2, HOU Mingjie1,2, LI Zhinan1,2, TAN Jianrong1,2   

  1. 1. The State Key Laboratory of CAD&CG, Zhejiang University, Hangzhou 310027;
    2. School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058;
    3. Ningbo Global Innovation Center, Zhejiang University, Ningbo 315100
  • Received:2025-04-11 Revised:2025-07-23 Published:2026-02-13

摘要: 在运载火箭执行任务过程中,分离机构作为关键部件,承担着有效分离火箭各级结构的任务,其可靠性直接关系到整个火箭任务的成败。近年来,随着一次性运载火箭朝向可重复使用的发展趋势,非火工分离机构因具有高可靠性和安全性等特点正得到逐步推广与应用,亟需开展复用可靠性分析以期发挥其复用性优势。详细介绍了分离机构的定义、种类与工作原理,系统性地回顾了现有机构与结构可靠性研究的方法与意义,深入探讨了现有的失效模式辨识方法与可靠性分析方法在复用型非火工分离机构上应用的不足,并展望了非火工分离机构复用可靠性研究的未来发展趋势,旨在为复用型非火工分离机构系统可靠性分析理论研究与技术创新提供参考。

关键词: 运载火箭, 复用性, 非火工分离机构, 失效模式, 可靠性

Abstract: During the mission of the launch vehicle, the separation mechanism, as a key component, is responsible for effectively detaching various stages of the rocket structure, with its reliability directly influencing the mission success rate. In recent years, as reusability has become a fundamental requirement in rocket design, non-pyrotechnic separation mechanisms have attracted increasing attention for their high reliability and safety, creating an urgent need for comprehensive reliability analysis to fully leverage their advantages in repeated applications. The definition, types, and working principles of separation mechanisms are detailed, and a systematic review of existing methods and the significance of mechanism and structural reliability research is presented. Existing failure mode identification approaches and reliability analysis methods are examined, highlighting their limitations when applied to reusable non-pyrotechnic separation mechanisms. The future development trends of reliability research on reusable non-pyrotechnic separation mechanisms are also discussed, aiming to provide a reference for theoretical research and technological innovation in the system reliability analysis of these mechanisms.

Key words: launch vehicle, reuse, non-pyrotechnic separation mechanism, failure mode, reliability

中图分类号: