一种探空火箭减载方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种探空火箭减载方法及系统，采用迎角传感器测量风攻角，将实时攻角引入探空火箭控制系统回路，通过控制发动机摆动，对风干扰进行补偿，使探空火箭在大风区所受载荷最小，减小风引起的气动力矩，提高探空火箭发射适应性。火箭发射适应性。火箭发射适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种探空火箭减载方法及系统


[0001]本专利技术涉及探空火箭领域，特别是涉及一种探空火箭减载方法及系统。

技术介绍

[0002]探空火箭是在近地空间进行探测和科学试验的火箭，利用探空火箭可以在高度方向探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、地磁场宇宙线、太阳紫外线和X射线、陨尘等多种地物理现象，探空火箭比探空气球飞得高、比低轨道运行的人造地球卫星飞得低，探空火箭具有结构简单、成本低廉、发射方便等优点。
[0003]在探空火箭飞行过程中作用在箭体上的干扰力和干扰力矩统称为外干扰，外干扰是引起姿态扰动的外因；作用在箭体上的外干扰主要有两类：结构干扰和风干扰；在探空火箭飞行过程中，引起姿态运动偏差最大的是风干扰；姿态偏差(角度偏差和角速度偏差)进而影响到发动机摆动角度，风干扰和发动机摆动共同决定了探空火箭的载荷。
[0004]在探空火箭载荷设计中，选取对火箭飞行影响最大的高度，给出一定概率下的统计风速，作为载荷计算条件，探空火箭载荷主要由气动载荷、操纵力载荷组成，约占总体载荷的80％，其中操纵力载荷主要是用来平衡气动载荷。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探空火箭减载方法，其特征在于，包括步骤：测量火箭飞行过程中的实时攻角；控制系统中引入顺馈回路，根据所述实时攻角计算出顺馈补偿通道的传递函数；根据所述顺馈补偿通道的传递函数输出发动机的摆角；根据所述摆角摆动发动机，控制箭体姿态，减小攻角进行减载。2.如权利要求1所述的探空火箭减载方法，其特征在于，测量的所述实时攻角包括风干扰引起的附加攻角和探空火箭速度所形成的攻角。3.如权利要求2所述的探空火箭减载方法，其特征在于，所述顺馈回路中系统输出C(s)为考虑风干扰补偿后的探空火箭发动机摆角，所述系统输出C(s)公式如下：C(s)＝G
c
(s)G(s)[R(s)
‑
C(s)]+[G
c
(s)G(s)G1(s)+G
f
(s)]F(s)通过选择G1(s)，对风干扰进行补偿，则：其中，C(s)为系统的输出，R(s)为系统的输入，F(s)为风干扰输入，G(s)为被控对象对发动机摆角的传递函数，G
f
(s)为被控对象对风干扰的传递函数，G
c
(s)为控制装置的传递函数，G1(s)为顺馈补偿通道的传递函数。4.如权利要求3所述的探空火箭减载方法，其特征在于，所述根据实时攻角计算出顺馈补偿通道的传递函数包括：探空火箭的姿态运动方程为：探空火箭的姿态运动方程为：探空火箭的姿态运动方程为：其中，Δθ为弹道倾角偏差，为俯仰角偏差，Δα为攻角偏差，α
ω
为风干扰引起的附加攻角；b1为气动阻尼力矩系数，C
mq
为俯仰阻尼力矩系数，q为动压，S
m
为箭体参考面积，l
k
为箭体的参考长度；b2为气动稳定力矩系数，为气动法向力系数对攻角的导数，x
y
为气动压心的位置，x
z
为箭体质心的位置，J
Z
为箭体的转动惯量；b3为控制力矩系数，P为发动机控制力,x
r
为发动机作用位置；c1为与推力和升力有关的气动系数，c2为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟，胡峥，王义新，刘国林，阮家麟，朱奕，樊晓鸣，
申请(专利权)人：上海寰宇乾堃航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：