[发明专利]可重复使用技术演示验证火箭离台检测方法、系统及设备

说明书

本发明提供一种可重复使用技术演示验证火箭的离台检测方法，具体为：测量火箭回收支腿缓冲器压力值并判别；测量箭体轴向过载并判别；测量箭体支腿下端面实际离地高度并判别；记录当前时刻距离点火时刻的时间差dt＝T_t‑T₀；当三项判据中有两项同时满足，则判定为火箭离台，记录当前时刻为T1，并通过遥测下传；当三项判据均不满足但dt≤Tth时，持续测量上述物理量，当三项判据均不满足且dtTth时，则判定为火箭离台故障并进行后处理程序；本发明根据三个判据来判断火箭是否离台，并且考虑到了传感器故障冗余的情况，得出的判断结论更加准确可靠。本发明的离台检测方法则可用于所有无箭地间物理连接的火箭的离台检测，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种可重复使用技术演示验证火箭离台检测方法、系统及设备。

背景技术

可重复使用技术演示验证火箭一般采用液体火箭发动机，飞行高度较低，不入轨，具有测量箭体离地高度的高度表以及缓冲着陆冲击与过载的回收支腿。演示验证火箭起飞过载较小，液体火箭发动机推力建立时间较长，通过过载判别离台与真实起飞时间有较大差距且当推力、加注量存在偏差时存在误判风险；同时为降低成本，试验不设置发射塔架且在发动机点火前箭地电连接已脱开并撤收，因此以往利用物理连接状态的检测方法已不适用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可重复使用技术演示验证火箭的离台检测方法，所述的火箭回收支腿设置有缓冲器，所述缓冲器承受的压力值可以测得，方法包括：

S1、测量火箭回收支腿缓冲器压力值并进行判别；

S2、测量箭体轴向过载并进行判别；

S3、测量箭体支腿下端面实际离地高度并进行判别；

S4、记录当前时刻距离点火时刻的时间差dt＝T_t-T₀，其中T_t为当前时刻，T₀为发动机点火指令发出时刻；

S5、当S1-3中判别的缓冲器压力条件、箭体轴向过载条件、支腿下端面离地高度条件中有两项同时满足，则判定为火箭离台，记录当前时刻为T1，并通过遥测下传；

当三项判据均不满足但dt≤Tth时，持续测量上述物理量，当三项判据均不满足且dtTth时，则判定为火箭离台故障并进行后处理程序；Tth为按照最大设计偏差及弹道设计情况，计算出的火箭离台时间，再加20％裕度；

S6、当发生以下事件时，即停止上述判别：(a)火箭已起飞，并下传了起飞零秒的遥测数据；(b)火箭出现故障，收到地面发出的紧急关机遥控指令；

其中，步骤S1-3为并列进行。

进一步地，所述步骤S1具体为：测量回收支腿的四个缓冲器的氮气室或油缸内的压力Pmd1-4，采样周期为1kHz。发动机完成点火时序控制后，四个计数器Cmd1-4开始计数，Cmd1-4初始值均为0，当压力测量值小于装订阈值Pth时，对应的计数器加一，当压力测量值大于等于装订阈值Pth时，计数器清0；当Cmd1-4中同时有三项值大于Kmd，则判别为满足缓冲器压力条件，Kmd一般取值为20-50。

进一步地，所述步骤S2具体为：测量箭体轴向过载，即指箭体坐标系下x方向的箭体过载Nx1，采样周期为100Hz，N_x1,k为第k个计算周期的箭体轴向过载，n一般取5-10；发动机完成点火时序控制后，计数器Cnx开始计数，Cnx初始值均为0，当过载测量值大于装订阈值Nth时，计数器Cnx加一，当过载测量值小于等于装订阈值Nth时，计数器清0；当Cnx值大于Knx时则判别为满足箭体轴向过载条件，Knx一般取值为5-15。