同一大脑,不同思路——优化弹道设计与控制方案 “氢龙偃月刀”也能做“微雕”

     来源:中国航天报  发布时间:2020-05-06

除了零窗口和过山车一样的压力,一级精准入轨也是一个巨大的挑战。以往末级火箭的推力都很小,再辅以推力更小的姿态控制发动机,更容易在航天器入轨前对位置与姿态进行微调,从而确保精确入轨。

而这次,两台大推力氢氧发动机直接送载荷入轨,就像用大刀做“微雕”,力道极难掌握。

此外,大推力氢氧发动机关机后,还有“后效”,类似燃气灶闭火后的“余火”,这同样会对航天器入轨精度造成影响。

为了解决大推力精准入轨的问题,一方面,发动机研制队伍要确保发动机燃烧稳定,并尽可能给出“后效”的预测值。更重要的,则是控制系统必须把所有可能的误差考虑进去。

来自航天科技集团一院的长五火箭副总设计师李学锋介绍,早在长五系列火箭研制之初,控制系统研制队伍就已统筹考虑长五和长五B的任务特点。长五和长五B控制系统的硬件是通用的,已实现产品化;软件也无需大改,即能适应长五B飞行任务。

李学锋说,针对发动机后效等不确定因素,他们用随机“打靶”的方法,模拟出上万种情况,以验证控制系统设计的可靠性。“打靶”试验证明,即便预测的“后效”与实际情况有所出入,控制系统也能确保火箭精确入轨。

与此同时,在火箭总体弹道设计上也要充分考虑发动机“后效”的影响,基于发动机校准试车的实际数据进行计算,进一步优化设计方案。