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运载火箭发射之后,是怎么控制运动轨迹的,有哪些关键技术? 第1页

  

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涉及到的内容比较多。

火箭发射后的运动轨迹实际上就是火箭的弹道。火箭的弹道设计在火箭总体设计中是重要的一项内容,关系到火箭总体方案中的运载能力是否能够在弹道约束下满足。【对这点做下解释,运载火箭要将有效载荷送入轨道,除了要满足入轨的轨道要求外(可以理解为弹道终点即为航天器的轨道起点),还要满足运载火箭的残骸落区要求,分离后的子级一方面要避开人口聚集区,也要避免落在其他国家领土领海,从而引起不必要的冲突】

所以火箭的飞行轨迹(弹道)是在火箭发射前就已经根据目标轨道的参数确定好了。在火箭发射前根据发射场气象条件(地面风速等)对弹道进行修正后,修正后的弹道被装订到火箭的飞行程序中。这就意味着,火箭的飞行轨迹理论上来说是应该按照装订好的弹道飞行程序飞行的。

火箭最完美的飞行轨迹应该是理论上计算的弹道轨迹。如果不考虑各种偏差及随机干扰,所有的情况都和设计时预想的一样的话,火箭在点火起飞后,控制系统根据装订的飞行程序,按照时序控制发动机的伺服机构,从而控制发动机喷管的摆动,提供火箭进行程序转弯等动作的的控制力,实际上控制力是发动机推力的一个方向的分量。从而完成火箭的弹道飞行。但这个过程实际上是理论上的,可以看出这是一个开环控制的过程。(当然这过程中还涉及到火箭的姿态控制,不过题主问的主要是弹道问题,暂不表)

但是在实际情况中,火箭飞行时会遇到风切变、各种飞行误差的累计,从而会使得火箭的实际飞行弹道偏离计算的弹道轨迹。在这种情况下,如果还按照预定的动作执行控制,势必不能准确入轨。所以,在这里就需要根据飞行误差进行弹道的修正。

要进行误差的修正,需要先对误差进行识别和敏感,这就涉及到火箭的各种姿态、位置的敏感器件,实际上这是导航和制导系统需要完成的工作内容:对火箭的实际飞行位置和姿态进行感知、敏感和判断,火箭的控制系统根据实际飞行情况与预先装订的弹道进行对比,根据计算出的偏差,发出控制指令,伺服机构控制喷管摆动,完成弹道轨迹的修正。这样,整个火箭的控制变成了一个闭环过程。


大致这样。




  

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