模拟发射场航天器的分离事件，以确保分离结构之间足够的间隙
使用MATLAB，SIM金宝appULINK和SIMSCAPE MULTIBOTY对结构组件进行建模，自动化Monte Carlo模拟，并分析和可视化结果
“ Matlab和Sim金宝appulink为我们节省了约90％的成本，与我们考虑的替代方案相比，我们为我们提供了编码的灵活性来开发自己的模块并充分理解所做出的假设，这在向其他团队报告结果时至关重要。”
帕特里克·哈维（Patrick Harvey），维珍轨道
Virgin Orbit的Launcherone车辆组装（顶部），爆炸的视图显示了整流罩，有效载荷以及第一阶段和第二阶段（底部）。
Launcherone是Virgin Orbit的两阶段发射车，用于将小卫星运送到低地轨道上。为了降低成本并提高发射位置的灵活性，Launcherone旨在从飞行中的747-400载飞机中驱动空气。每个任务都将需要进行几个关键的分离事件，包括将发射酮与运营飞机分离，第二阶段，第二阶段，第二阶段的整流罩以及第二阶段的卫星有效载荷。
为了确保分离结构之间有足够的清除，维珍轨道的工程师使用了Simulink金宝app®和SIMSCAPE MultiBody™，以建模和模拟Launtererone分离事件。除了最大程度地降低碰撞风险外，模拟结果还用于为航天器结构组件和分离机制的设计决策提供信息。
Virgin Orbit副工程师Patrick Harvey说：“我们考虑了几种建模和仿真选项，包括开源库和昂贵的商业软件包。”“金宝app Simulink和Simscape MultiBote提供了两种选择：开源的灵活性 - 没有陡峭的学习曲线 - 以及商业解决方案的信心和节省时间，而没有高昂的成本。”金宝搏官方网站
当发射机的结构设计仍在开发中时，Harvey和他的团队在分析事件的分析中不得不考虑许多未知数，包括每个组件的质量属性以及气动和春季的力和正时特征推动者用来启动分离。团队需要运行数千个蒙特卡洛模拟，同时改变这些不确定参数的值，以确定特定参数组合是否会导致碰撞。
由于需要如此多的仿真，团队希望自动化模拟过程并同时在多个计算芯上运行仿真。由于其现有的模拟系统无法自动化或并行处理，因此团队开始寻找替代方案。开源解决方案将花费太长时金宝搏官方网站间来验证和自定义，而定制的多体动力学仿真软件包过于昂贵且难以自定义。
使用Simulink和Simscape多机构，使用并行计算工具箱™在多层处理器上并行运行模拟，对Virgin Orbit工程师建模和模拟的Launtererone阶段和有效载荷分隔事件。金宝app
该团队在Simulin金宝appk中使用SimScape多体，构建了一个由基本3D形状组成的初步模型，包括球体，锥体和圆柱体。
在这些早期模拟过程中，他们使用2D横截面和2D距离方程来测量清除率。然后，他们在MATLAB中实施了Gilbert-Johnson-Keerthi（GJK）碰撞检测算法®计算3D对象之间的距离。该团队的实现基于从Mathworks File Exchange下载的算法。
接下来，小组从其CAD软件中导出了为结构组件的点云。他们创建了一个MATLAB应用程序，该应用程序使用每个组件的导出数据来创建SIMSCAPE多机的等效3D凸壳。
通过手动启动模拟验证模型后，该团队创建了第二个MATLAB应用程序，该应用程序使用并行计算工具箱在多个处理芯上自动化Monte Carlo模拟。
该应用程序从Microsoft读取50至100个仿真参数以及它们的价值分布和限制®Excel®电子表格。然后，它在变化的参数值时最多可运行1000个模拟，并在MATLAB中保存结果（通常是数字数据的数据）。
在后处理过程中，该团队使用Mechanics Explorer工具在SIMSCAPE MultiBote中使用Mechanics Explorer工具来可视化组件的物理运动。
为Virgin Orbit硬件设计工程师以及指导，导航和控制（GNC）工程师提供了仿真结果，他们使用Simulink来开发和模拟控制算法。金宝app
该团队目前正在努力模拟气流分离事件，该事件将结合空气动力和效果的模型。该团队还根据飞行硬件的地板测试的结果来完善模型，为航天器的处女作发布做准备。
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