火星探测着陆系统开伞控制方法研究

文章通过对火星探测进入轨道的分析,提出了一种以动压为控制目标的开伞控制方法,并借鉴过载-时间控制法的相关思想,结合火星探测进入轨道的特点,研究了该开伞控制法的原理和实现方法。根据火星探路者的实际进入条件,采用该方法的分析结果与实际飞行中的开伞情况基本吻合。

利用过载开关和程序控制器的航天器减速着陆系统开伞控制方法

开伞控制方法是减速着陆系统设计中的一个关键环节,它直接关系到减速着陆系统工作的成败。针对目前采用过载开关和时间控制器相结合的开伞控制方法工作模式单一的问题,提出一种利用过载开关和程序控制器的开伞控制方法,能够有效识别过载开关的不同故障模式,可靠地为回收系统提供开伞信号。文章给出了过载开关调试接通值、返回舱轴向过载系数等相关参数的计算方法,分析了轴向过载系数、开伞高度、附加过载等误差影响因素。某返回舱飞行试验结果表明:过载开关工作模式判断正确,开伞高度控制精度满足要求,开伞控制方法安全、可靠,具有一定的实用价值。

“神舟号”载人飞船开伞控制方案设计

载人飞船的开伞控制方案是回收着陆系统设计中的一个关键环节,它直接关系到飞船回收着陆系统工作的成败。文章根据载人飞船特点的分析,制订了飞船开伞控制方案,即采用静压高度控制法来控制开伞,然后根据静压高度控制的工作原理,详细介绍了开伞控制方案的设计方法和流程。仿真试验和飞行试验结果表明:"神舟号"载人飞船开伞控制方案的设计是合理的、正确的。

降落伞空投试验多模式开伞控制系统设计与实现

开伞动压是考核降落伞强度的重要设计指标,为了在空投试验中进行降落伞性能的考核,设计了具备动压测量判断和时间控制两种模式的降落伞开伞控制系统,系统采用了动压测量控制方法和基于蒙特卡洛的时间控制相结合的冗余控制方法。通过计算分析和相关空投试验验证,动压测量控制方法与时间控制方法相比,开伞动压控制精度由±90Pa提高到±25Pa;基于蒙特卡洛方法的开伞时间控制能够有20%的概率使开伞时刻的动压达到开伞目标动压值。通过该系统的应用使降落伞开伞时动压尽可能接近考核目标动压,实现了降落伞开伞动压精确控制,达到了准确考核降落伞性能、验证降落伞设计裕度的目的,提高了空投试验中降落伞开伞条件控制的准确度,为后续相关试验提供了一种技术思路。

火星降落伞开伞控制算法研究

针对火星再入过程中降落伞开伞策略问题,研究了基于过载的自适应开伞控制方法。首先建立了着陆器六自由度动力学模型,分析了火星再入弹道特性;然后利用弹道过载、动压和马赫数之间的相关性,研究了基于特定时间间隔的自适应开伞控制方法;另外,考虑到火星再入过程的不确定性,采用Monte-Carlo随机数值试验方法,分析了大气密度、进入角、轴向力系数、法向力系数、俯仰力矩系数和转动惯量等随机参数作用下开伞控制方案的可行性;最后,对比了传统和自适应开伞控制方案的统计概率特性。自适应开伞算法和仿真成果可指导未来深空探测任务中降落伞减速设计问题。

轻小型高可靠回收控制器设计与实现

针对某商用返回式卫星回收系统轻小型、高可靠的约束要求,设计了一种新型回收控制器产品,该装置基于微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)过载传感器进行弹道过载测量,采用双核四进程“与或”逻辑实现冗余控制,基于容性释能半导体桥点火器起爆技术实现火工品管理。策划了针对返回过程的弹道过载触发验证试验,针对容性释能电容阵列放电特性,开展了容性释能系统不同初始电压、不同电容阵列容值以及不同回路阻值下的点火效能仿真分析。结果表明该回收控制器在轻小型约束下返回弹道过载感知精度达到±0.28 g,可实现开伞逻辑高可靠控制。半导体桥点火器容性释能电路优化参数为初始电压大于24 V、回路阻值小于0.3Ω、初始电容大于22μF,可实现点火器高可靠点火控制。该设计在不显著增加硬件基础上,大大降低产品质量,可为航空航天用同类电子系统设计提供参考。

火星探测减速着陆系统开伞点选择初步探讨

本文根据火星探测器进入轨道和降落伞工作后物伞系统的弹道，分析了火星探测器进入减速着陆过程中的一些基本特点，初步探讨了火星探测减速着陆系统开伞点选择的基本范围和主要影响因素。

火星探测器减速着陆过程中若干问题的研究

围绕火星探测器减速着陆过程中涉及的开伞控制技术、降落伞拉直过程的绳帆现象、降落伞充气性能以及物伞系统动力学特性等关键技术问题进行了研究。通过对探测器进入轨道的分析,提出了一种以动压为控制目标的自适应开伞控制方法,并对其原理和实现方法进行了研究。采用降落伞拉直过程多刚体、多质点、多自由度动力学模型,对绳帆现象进行了数值仿真分析,发现开伞攻角是绳帆现象的主要成因,并提出了设计控制措施。采用降落伞轴向-径向动量守恒充气模型研究了大气密度对降落伞充气性能的影响,得到了大气密度对降落伞充气时间、充气距离、充气过程中伞衣面积变化及开伞载荷的影响规律或特点。利用物伞系统动力学模型,研究了物伞系统减速下降过程的动力学特性。本文研究内容对于中国火星探测器减速着陆系统的工程设计、试验及性能评估等均具有较好的参考价值。

我国载人航天器回收着陆技术发展

载人航天工程推动了我国载人航天器回收着陆技术的长足发展,基本形成了我国载人航天器开伞点控制、多模式程序控制、高可靠减速与高效着陆缓冲的回收着陆技术体系。文章论述了我国在载人航天工程中开发的载人航天器回收着陆技术及其应用情况。展望后续空间站运营及载人月球探测任务,建议发展大型群伞减速技术,提升大载重返回舱回收的能力;发展大载重缓冲气囊技术,提升返回舱无损着陆能力;发展大型翼伞精确定点回收技术,提升返回舱着陆精度;发展进入减速与着陆数值模拟技术,提高降落伞开伞过程和舱伞组合体动力学仿真能力;开展进入减速新手段、新方法的研究,发展充气式再入与减速技术。