System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种液体火箭六发动机摆动布局方法及控制方法技术_技高网

一种液体火箭六发动机摆动布局方法及控制方法技术

技术编号:41058870 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-24 11:09
本发明专利技术公开了一种液体火箭六发动机摆动布局方法和控制方法,其中摆动布局方法包括:六个发动机沿火箭周向均匀布设,相邻发动机中心与火箭中心的连线之间的夹角为60°,每个发动机中心与火箭中心距离相同,每个发动机的摆动方向垂直于该发动机中心与火箭中心连线。本发明专利技术采用六发动机并联的布局,并靠六发动机的单方向摆动实现俯仰、偏航、滚转的三通道姿态控制,取得了控制计算更加简单、可靠等技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器控制,尤其涉及一种液体火箭六发动机摆动布局方法及控制方法


技术介绍

1、液体火箭发动机摆动实现姿态控制时,传统的发动机摆动布局方式一般采取对称布局方式,其中以单发动机、双发动机、四发动机、五发动机、九发动机并联最为常见。这是因为火箭控制系统设计时,一般希望俯仰通道和偏航通道特性一致,否则两通道控制能力不一致,且控制系统设计与算法实现较为复杂,故发动机布局多采用对称形式。

2、中国专利文献cn114200949a“一种液体火箭三发动机摆动布局方法及控制方法”公开了一种液体火箭三发动机摆动布局结构。中国专利文献cn114455100a“一种火箭八发动机冗余控制方法”公开了一种液体火箭八发动机摆动布局结构。目前液体火箭尚无六发动机摆动布局方式。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种液体火箭六发动机摆动布局方法和控制方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的,本专利技术一方面提供一种液体火箭六发动机摆动布局方法,包括:六个发动机沿火箭周向均匀布设,相邻发动机中心与火箭中心的连线之间的夹角为60°,每个发动机中心与火箭中心距离相同,每个发动机的摆动方向垂直于该发动机中心与火箭中心连线。

2、优选地,所述六个发动机中的一个发动机布设在火箭的ⅲ象限线上。

3、优选地,所述六个发动机各安装有一个伺服机构,所述伺服机构控制对应的发动机摆动。

4、优选地,所述六个发动机的结构均相同,提供的推力大小均相同。

5、本专利技术另一方面提供一种液体火箭六发动机控制方法,包括:六个发动机沿火箭周向均匀布设,相邻发动机中心与火箭中心的连线之间的夹角为60°,每个发动机中心与火箭中心距离相同,每个发动机的摆动方向垂直于该发动机中心与火箭中心连线;

6、根据全箭所需控制力矩计算对应的俯仰摆角 δ φ、偏航摆角 δ ψ和滚转摆角 δ γ;

7、根据俯仰摆角 δ φ、偏航摆角 δ ψ和滚转摆角 δ γ计算六个发动机分别对应的伺服摆角 δ1、 δ2、 δ3、 δ4、 δ5和 δ6;

8、根据所述六个发动机分别对应的伺服摆角 δ1、 δ2、 δ3、 δ4、 δ5和 δ6控制对应的发动机摆动。

9、优选地,所述六个发动机分别编号为1号至6号,从火箭尾部向前看1号至6号发动机按顺时针方向依编号顺序周向均匀布设,1号发动机布设在火箭的ⅲ象限线上,1号至6号发动机分别对应伺服摆角 δ1、 δ2、 δ3、 δ4、 δ5和 δ6。

10、优选地,所述1号至6号发动机分别对应的伺服摆角 δ1、 δ2、 δ3、 δ4、 δ5和 δ6采用如下公式确定:

11、

12、优选地,根据全箭所需控制力矩计算对应的俯仰摆角 δ φ、偏航摆角 δ ψ和滚转摆角 δ γ采用如下公式确定:

13、其中,  m xc 、m yc 、m zc  分别为绕箭体x、y、z轴的控制力矩, p为所述1号至6号发动机的总推力, l r为俯仰、偏航控制力臂, z r为滚转控制力臂。

14、优选地,所述六个发动机各安装有一个伺服机构,所述伺服机构控制对应的发动机摆动。

15、优选地,所述六个发动机的结构均相同,提供的推力大小均相同。

16、本专利技术具有如下技术效果:(1)本专利技术采用六发动机并联的布局,并靠六发动机的单方向摆动实现俯仰、偏航、滚转的三通道姿态控制,使得控制计算更加简单、可靠。(2)本专利技术相比于四个发动机等对称形式布局,俯仰、偏航通道控制能力不一致,可适应工况更复杂的飞行。(3)本专利技术通过每个发动机切向伺服摆动的控制,能够获得较大的控制力和力矩,更有利于飞行控制。(4)本专利技术通过六个发动机的摆动布局,可部分实现控制系统的冗余,在一个发动机或伺服机构轻度故障时依旧能通过其他发动机及伺服机构控制火箭。

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【技术保护点】

1.一种液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,包括:六个发动机沿火箭周向均匀布设,相邻发动机中心与火箭中心的连线之间的夹角为60°,每个发动机中心与火箭中心距离相同,每个发动机的摆动方向垂直于该发动机中心与火箭中心连线。

2.根据权利要求1所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,所述六个发动机中的一个发动机布设在火箭的Ⅲ象限线上。

3.根据权利要求1所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,所述六个发动机各安装有一个伺服机构,所述伺服机构控制对应的发动机摆动。

4.根据权利要求1至3任一所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,所述六个发动机的结构均相同,提供的推力大小均相同。

5.一种液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,所述六个发动机分别编号为1号至6号,从火箭尾部向前看1号至6号发动机按顺时针方向依编号顺序周向均匀布设,1号发动机布设在火箭的Ⅲ象限线上,1号至6号发动机分别对应伺服摆角δ1、δ2、δ3、δ4、δ5和δ6。

7.根据权利要求6所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,所述1号至6号发动机分别对应的伺服摆角δ1、δ2、δ3、δ4、δ5和δ6采用如下公式确定:

8.根据权利要求7所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,根据全箭所需控制力矩计算对应的俯仰摆角δφ、偏航摆角δψ和滚转摆角δγ采用如下公式确定:

9.根据权利要求5至7任一所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,所述六个发动机各安装有一个伺服机构,所述伺服机构控制对应的发动机摆动。

10.根据权利要求5至7任一所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,所述六个发动机的结构均相同,提供的推力大小均相同。

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【技术特征摘要】

1.一种液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,包括:六个发动机沿火箭周向均匀布设,相邻发动机中心与火箭中心的连线之间的夹角为60°,每个发动机中心与火箭中心距离相同,每个发动机的摆动方向垂直于该发动机中心与火箭中心连线。

2.根据权利要求1所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,所述六个发动机中的一个发动机布设在火箭的ⅲ象限线上。

3.根据权利要求1所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,其特征在于,所述六个发动机各安装有一个伺服机构,所述伺服机构控制对应的发动机摆动。

4.根据权利要求1至3任一所述的液体火箭六发动机摆动布局方法,所述六个发动机的结构均相同,提供的推力大小均相同。

5.一种液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的液体火箭六发动机控制方法,其特征在于,所述六个发动机分别编号为1...

【专利技术属性】
技术研发人员:董佩超曾磊
申请(专利权)人:北京万户致航科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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