[发明专利]一种固体运载火箭低轨有效载荷快速计算方法

权利要求书

1.一种固体运载火箭低轨有效载荷快速计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）根据固体运载火箭的初始起飞质量、火箭级数、各级尾段质量、级间段质量和各级发动机质量比，计算出各级发动机的质量；

（2）根据步骤（1）计算出的各级发动机质量，结合各级尾段质量、级间段质量，计算出固体运载火箭各子级的质量；

（3）根据步骤（2）计算出的固体运载火箭各子级质量，并结合上面级质量、有效载荷质量以及整流罩质量计算出固体运载火箭各级的起飞质量和停火点质量；

（4）根据步骤（3）确定的固体运载火箭各级的起飞质量和停火点质量，结合各级发动机的比冲以及各级飞行段的速度损失系数，计算固体运载火箭总的速度增量V；

（5）对步骤（4）计算出的速度增量V进行判断，如果V=7.8km/s，此时的有效载荷质量即是该固体运载火箭的最大有效载荷能力；如果V不等于7.8km/s，调整有效载荷质量后执行步骤（3），直至V=7.8km/s。

2.根据权利要求1所述的一种固体运载火箭低轨有效载荷快速计算方法，其特征在于：所述的火箭级数为4级。

3.根据权利要求1所述的一种固体运载火箭低轨有效载荷快速计算方法，其特征在于：所述步骤（1）中的各级发动机的质量计算步骤如下：

（1）计算一级发动机装药量m_zy1，即m_zy1=0.6*m₀，其中m₀为固体运载火箭初始起飞质量；

（2）计算一级发动机质量m_fd1，即m_fd1= m_zy1/r₁，其中r₁为一级发动机的质量比；

（3）计算二级发动机装药量m_zy2，即m_zy2=0.6*（m₀- m_fd1-m_1wd-m_12jjd），其中m_1wd和m_12jjd分别为一级尾段质量和一二级级间段质量；

（4）计算二级发动机质量m_fd2，即m_fd2= m_zy2/r₂，其中r₂为二级发动机的质量比；

（5）计算三级发动机装药量m_zy3，即m_zy3=0.6*（m₀ - m_fd1- m_fd2 - m_1wd - m_12jjd - m_2wd -m_23jjd），其中m_2wd和m_23jjd分别为二级尾段质量和二三级级间段质量；

（6）计算三级发动机质量m_fd3，即m_fd3= m_zy3/r₃，其中r₃为三级发动机的质量比；

（7）计算四级发动机装药量m_zy4，即m_zy4=0.5*（m₀- m_fd1- m_fd2- m_fd3- m_1wd -m_12jjd- m_2wd-m_23jjd- m_3wd-m_34jjd），其中m_3wd和m_34jjd分别为三级尾段质量和三四级级间段质量；

（8）计算四级发动机质量m_fd4，即m_fd4= m_zy4/r₄，其中r₄为四级发动机的质量比。

4.根据权利要求1所述的一种固体运载火箭低轨有效载荷快速计算方法，其特征在于：所述步骤（4）中的速度增量V计算步骤如下：

（1）计算火箭一级飞行段的实际速度增量V₁，即V₁=(I₁×ln(m₁₀/m₁₁))×ƞ₁, 其中I₁为一级发动机比冲，m₁₀为一级起飞质量，m₁₁为一级停火点质量，ƞ₁为一级飞行的速度损失系数；

（2）计算火箭二级飞行段的实际速度增量V₂，即V₂=(I₂×ln(m₂₀/m₂₁))×ƞ₂, 其中I₂为二级发动机比冲，m₂₀为二级起飞质量，m₂₁为二级停火点质量，ƞ₂为二级飞行的速度损失系数；

（3）计算火箭三级飞行段的实际速度增量V₃，即V₃=(I₃×ln(m₃₀/m₃₁))×ƞ₃, 其中I₃为三级发动机比冲，m₃₀为三级起飞质量，m₃₁为三级停火点质量，ƞ₃为三级飞行的速度损失系数；

（4）计算火箭四级飞行段的实际速度增量V₄，即V₄=(I₄×ln(m₄₀/m₄₁))×ƞ₄, 其中I₄为四级发动机比冲，m₄₀为四级起飞质量，m₄₁为四级停火点质量，ƞ₄为四级飞行的速度损失系数；

（5）计算火箭总的速度增量V，即V=V₁+V₂+V₃+V₄。