运载火箭上面级惯性与天文组合导航系统设计

针对运载火箭上面级惯性导航随时间累积而误差增大以至不能满足长时间工作要求的问题,对采用星敏感器和地球敏感器修正惯性导航误差的方案进行了研究。首先,导出了上面级常用坐标系定义和姿态转换矩阵。然后,根据惯性导航的误差传播特性、星敏感器测量方程和地球敏感器的模拟测量方程,给出了组合导航的状态方程和观测方程。最后,设计了基于Matlab/dSpace仿真平台的星敏感器在导航回路中的半物理仿真实验。实验结果表明,组合导航使惯性导航位置误差矢量和从1.1719×104m减小到1.0367×103m,速度误差矢量和从11.2827m/s减小到3.6626m/s,姿态误差从0.1°减小到5′,说明了该组合导航方案能够有效修正惯性导航时间累积误差,半实物仿真实验验证了惯性/天文组合导航方案的可行性与正确性。

运载火箭上面级微重力环境下的推进剂管理

对运载火箭上面级的各种推进剂管理方法(如推力沉底和利用推进剂管理装置的液体推进剂管理方法)进行了介绍。就推力沉底管理方法分别阐述了持续正推沉底和正推重定位沉底两种不同的管理形式以及应用范围。对推进剂管理装置从结构和功能上进行了划分,分别介绍了各自的特点以及组成结构的基本元件,最后基于启动篮式的推进剂管理装置提出了一些设计上的考虑。

液体火箭上面级发动机系统方案选择及典型系统方案

综述了国内外火箭上面级发动机的研制现状,简要分析了液体火箭上面级发动机系统方案选择需要考虑的几个主要方面,介绍了几种典型的液体火箭上面级发动机系统方案。该典型的系统方案在工程上均可以实现并可行,可供系统方案论证参考。

运载火箭上面级功能与技术发展分析

对狭义的运载火箭上面级的功能与技术发展进行了综述。介绍了美国阿金纳、半人马座,俄罗斯的Fregat、微风,欧空局的EPS等典型上面级的应用和性能参数。概述了上面级应用灵活性不断提高、性能不断提升、功能不断发展等主要发展趋势。分析了运载火箭上面级的多星发射部署、卫星直接入轨、火箭运载能力增加、完成特定入轨任务等应用。讨论了运载火箭上面级需发展的总体优化、轻质化等技术。探讨了我国发展运载火箭上面级的建议。

旋转固体火箭上面级章动不稳定动力学机理分析

针对上面级旋转固体火箭发动机出现的章动不稳定现象,即锥形运动发散,通过对变质量陀螺运动方程干扰力矩项的研究,得出了发动机内部流动质量产生的附加侧向扰动力矩是诱发上面级固体火箭锥形运动发散的动力学根源,并得到了其章动不稳定的发生判据。基于此判据,给出了通过提高火箭自旋转速和横向转动惯量来解决上面级旋转固体火箭发动机章动不稳定现象的方法;并得出较高的气动静稳定设计和低密度的高空环境,是尾翼稳定旋转火箭弹发生"掉弹"现象的根源。

运载火箭上面级标准现状及标准需求研究

针对运载火箭上面级飞行器快速发展对标准化的需求,在调研分析现有国内外上面级型号技术现状和标准现状的基础上,探讨我国上面级标准体系框架的构建思路,提出对发射场接口、总装质量要求等关键标准需求。

泵压式上面级发动机性能精度干扰因素研究

性能精度是液体火箭发动机的一项重要指标,对于上面级发动机性能精度尤其重要。以某型泵压式上面级发动机为研究对象,利用影响分析树的方法识别了发动机生产、测试、性能调整过程中影响性能精度的干扰因素;针对所识别的干扰因素,通过仿真计算,得到了其偏差对发动机推力和混合比的影响。根据统计学原理,推导得到多项干扰因素影响概率的计算模型,并利用小子样样本对计算模型和程序的正确性进行了验证。利用该概率计算模型,根据置信水平要求,确定了多项干扰因素对发动机性能的极限偏差影响。根据发动机性能精度要求,分解得到了单个干扰因素的控制目标。

卫星投送界的快递——上面级

俄罗斯联盟号火箭2017年11月28日在东方发射场发射失败后,有关这次事故的复杂情况陆续浮出水面。种种迹象表明,＂弗雷盖特＂上面级在东方发射场＂水土不服＂,其主飞控计算机的软件算法缺陷导致发动机点火工作在了错误的方向上。星箭俱毁,损失惨重!

剩余推进剂排放系统研究

论述中国首枚上面级火箭剩余推进剂排放方案论证 ,排放系统方案选择 ;提出中国专用排放系统方案 ,排放系统设计、研制与试验研究的全过程 。

Kalman滤波和LSTM网络在时序控制补偿中的应用研究

针对上面级火箭飞行时间长、时序控制精度高的使用要求,提出一种Kalman滤波和长短程记忆(long short term memory,LSTM)深度学习网络的上面级火箭时序控制补偿方法。对时序控制原理和误差来源进行分析,针对时序回采时间基准误差大的问题,采用Kalman滤波方法实现时序控制测量误差估计,输出测量误差估计值。同时,采用多层单路输入LSTM深度学习网络作为误差预测网络,将上面级火箭前1/2段测量时序的Kalman滤波估计输出序列作为LSTM网络的训练数据,预测后1/2段较大的飞行时序控制误差,实现时序控制的误差补偿。仿真结果表明,对10 h长时飞行上面级火箭随机100路时序控制结果进行误差补偿,可以将6.23 ms最大时序控制误差减少到2.92 ms范围内,该方法具有良好的时序控制补偿效果。

基于SIP概念的电气控制组合设计与实现

进行了箭上上面级电气控制组合小型化研究,阐述了电气控制组合SIP控制系统主控制单元及辅助健康管理单元的架构设计,详细阐述了主控单元中主协议引擎软核、热备份光纤以太网通信软核及各核心子功能软核的设计及实现方法,并简要介绍了SIP控制系统仿真试验及电气控制组合功能试验情况。