一种姿控发动机推力优化方法

大气层外飞行器的姿态控制一般采用姿控发动机的喷气控制,姿控发动机的推力水平直接影响到姿态控制的效果。从稳态推进剂消耗、抗干扰能力以及控制平稳性的角度对姿控发动机的推力设计要求进行了理论阐述。在此基础上,得到一个综合的指标函数,对其进行了优化和仿真验证。     

变推力液体火箭发动机热试车数据处理软件

本文介绍了一种用于变推力液体火箭发动机热试车数据现场分析处理的计算机软件。该软件集热试发动机静态和动态性能参数分析处理为一体,能够在热试现场迅速提供全部试验结果(包括数据和曲线),多次试验均取得了十分满意的结果。     

独立分量分析在液体火箭发动机故障检测中的应用

针对液体火箭发动机试车中,因噪声干扰、不同源信号之间的混叠而造成的信号信噪比低、信号分析和特征提取难度大的问题,提出采用独立分量分析(ICA)法对液体火箭发动机试车信号进行分离,以提高信号的信噪比,并能实时反映各子系统工作过程,为数据分析、特征提取和故障检测与诊断提供可靠的信号。通过对某型液体火箭发动机热试车压强信号进行实例分析,验证了该方法的有效性。     

液氢液氧火箭发动机稳态数值仿真与故障分析

根据发动机工作的物理过程建立了大型液氢液氧火箭发动机稳态故障的数学模型,数学模型包含了70个工作参数和45个干扰因素,采用了布罗伊登法求解。确立了各种故障的正确仿真机制,对计算结果进行了分析,并与试车结果相比较,吻合良好。     

长五B大推力氢氧发动机可靠性试车成功

<正>1月8日14时54分,由中国航天科技集团有限公司六院研制的长征五号B运载火箭大推力氢氧发动机顺利完成了一次型号可靠性试车,进一步验证大推力氢氧发动机的能力,为长征五号B运载火箭执行空间站任务奠定基础。此次试车时间为500秒,与发动机在火箭上的飞行时间一致。     

三轴稳定拦截器常值推力姿态控制系统优化设计

针对大气层外拦截器常值姿态控制问题,设计了一种"数字变推力"姿态控制系统。通过对拦截器动力学环节合理简化,应用线性二次型最优控制理论(LQR),设计出连续型角度最优控制律,并依据廉价控制、昂贵控制等原则,选择合适的加权矩阵推导出控制量的解析表达式;根据PWPF((Pulse Width Pulse Frequency)调制原理,将用连续推力设计最优控制律用于常值推力发动机,实现了"数字变推力"姿态控制系统设计;考虑燃料消耗及PWPF线性工作区要求等应用PSO(Particle Swarm Optimization)优化算法对PWPF调制器参数进行了优化设计和仿真。仿真结果表明了该设计方法的有效性及工程应用价值。     

变推力液体火箭发动机脉宽采样数字控制

本文对变推力液体火箭发动机的脉宽采样数字控制系统进行了理论分析和实验研究。文中提出了此类控制系统的时宽输入模型,讨论了系统的稳定边界和无波纹响应条件,指出了影响动静态响应的关键因素及其与一般比例反馈控制的区别,并分析了发动机试车时动态特性随工况大幅变化的原因。     

自旋稳定动能拦截器轨控发动机推力控制

提出了大气层外自旋稳定式动能拦截器的一种典型轨控发动机阵列布局.在分析小发动机工作的各种约束条件的基础上,推导了发动机推力角度、推力大小和冲量效率的计算公式,提出了发动机工作的控制方法.在各种初始条件下进行拦截仿真,所得的脱靶量均在0.3 m以内,可视为直接碰撞命中目标.同时通过仿真分析了冲量效率与自旋速度、发动机工作时间、每圈发动机个数的关系.     

拦截器程序悬浮控制系统非线性稳定性分析

针对拦截器姿轨控发动机工作的本质非线性特性,采用基于谐波线性化建立的描述函数法进行系统稳定性分析;推导了非线性系统的Nyquist幅相判据,同时从工程应用出发,将Nyquist幅相判据转换为Bode图对数判据,一起分析了拦截器俯仰角控制、滚动角控制和位置控制的稳定性,并对姿轨控发动机的推力进行了拉偏,分析结果表明拦截器程序悬浮姿态控制和位置控制系统是稳定的.     

内外干扰因素对液体火箭发动机的影响分析

在已有的液体火箭发动机稳态工况的非线性数学模型基础上,计算分析了单干扰因素对液体火箭发动机参数的影响,用非线性方法和小偏差方法对比分析了两个干扰因素分别和共同对发动机参数的影响。所得结论可用于泵压式燃气发生器循环的液体火箭发动机试验结果分析、可靠性及故障分析,也揭示了此类发动机参数随各种干扰因素的变化规律     

用随机仿真方法验证液体火箭发动机静特性数学模型

以某泵压式液体火箭发动机为研究对象，用试车数据对发动机静特性数学模型进行了验证，在验证模型时既考虑了外部干扰因素的实际测量误差范围和内部干扰因素的实际变化范围，又考虑了发动机参数实测量的误差范围，并且使用了随机仿真的方法。验证结果表明，发动机静特性的非线性数学模型是足够准确的，所用的计算方法是合理的。     

姿控发动机布局方式研究

大气层外飞行器的姿态控制一般采用姿控发动机的喷气控制,姿控发动机的布局直接影响到姿态控制的效果。对国内外飞行器的姿控发动机布局的发展情况进行了综述,并从工程实践的角度出发,讨论了姿控发动机在布局时需要考虑的一些矛盾因素。在此基础上,提出了利用耦合解决这些矛盾的思路以及姿控发动机布局的3条基本原则。仿真结果表明利用耦合改善了姿态控制效果。     

微型涡喷发动机起动控制系统设计

针对微型涡喷发动机起动过程稳定性较差的特点,设计了一种基于模型参考自适应控制(MRAC)算法的起动控制系统.通过采用基于多传感器的自适应控制方法,减小发动机建模误差和外界干扰的影响,以提高起动过程中系统的鲁棒性.试车实验结果表明:该方法使微型涡喷发动机在一定外界条件下快速、平稳地起动,降低了发动机贫油、富油和喘振的可能性,保证发动机可靠起动.     

液体火箭发动机涡轮泵健康监控系统

为了提高液体火箭发动机涡轮泵的安全性,降低其故障带来的破坏性,设计了某型液体火箭发动机涡轮泵健康监控系统(TP HMS),工程实现了TP HMS的测试硬件子系统、实时故障检测子系统、试车后数据分析子系统和实时数据库支持子系统等,讨论和分析了TP HMS的功能和执行流程,然后利用历史试车数据与转子试验平台数据对TP HMS中的多特征参量自适应阈值综合决策算法(MATA)进行了离线和实时在线验证;利用自适应时频谱对测试数据作进一步的分析。结果表明,MATA没有发生误检测情况,并具有实时故障检测的能力;自适应时频谱能有效抑制时频交叉项的干扰,准确给出故障信号的时间和频率信息。因此,TP HMS适合于液体火箭发动机涡轮泵健康状态监控。     

结合动态时间弯曲与决策树方法的液体火箭发动机故障诊断

对某大型液体火箭发动机的热试车数据及通过发动机模型仿真得到的故障数据进行动态时间弯曲分析,得到弯曲路径集,然后结合决策树方法进行了故障检测和诊断。对于故障试车没有出现漏报警和误报警,对于正常试车没有出现误报警。通过与神经网络、支持向量机等方法所得结果的对比,证明该方法可以成功地应用于火箭发动机的故障检测和诊断。     

特能213所火工品助力我国最大双低温液体火箭发动机全系统试车成功

<正>2019年5月18日,蓝箭航天自主研发的国内首台80吨液氧甲烷发动机20秒试车圆满成功,一次性通过热试车考核。此次参试的"天鹊"(TQ-12)发动机在一周时间内共进行了4次试车,最长试车时间为20秒,发动机起动关机平稳迅速,稳态工作段参数正常,各项性能均达到了设计要求。特能213所为本次试车研制的某火药点火器在试验中为推力室提     

飞行器推力偏心及质心漂移总体估算方法研究

对于在大气层外采用直接侧向力控制的飞行器来说,由于推力偏心以及质心漂移的存在,飞行器轨控发动机在工作时,会在滚转、俯仰、偏航等通道中产生附加的姿态干扰力矩。若干扰力矩过大,就会导致姿态失稳。首先建立了一个完整的基于直接侧向力控制的飞行器仿真模型,以动力学模型为基本方程,分别采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)推导出了飞行器推力偏心和质心漂移的滤波模型。最后给出了仿真算例,验证了滤波模型的正确性并对2种滤波模型的特性进行了对比。     

应用PWPF调节器的空间飞行器姿态控制方法研究

针对使用常值推力发动机作为执行机构的空间飞行器姿态控制问题,提出了一种姿态控制器的模块化设计方法。该方法将姿态控制器按照控制功能的不同划分为2个主要的子控制器:面向弹体的连续状态子控制器和面向发动机开关逻辑规划的PWPF调制器。应用PWPF调制技术将连续控制器的指令离散化为姿控发动机的开关控制指令,整个控制方法有8个控制参数需要设计。运用相平面方法对系统的相轨迹进行了分析,根据相轨迹的特点提出了控制参数的整定方法。该模块化控制器设计方法的优点在于简化了复杂非连续控制系统的设计过程,实现了连续控制设计与开关控制设计的有机结合。仿真结果表明,该控制方法可靠有效,具有一定的工程应用价值。     

数值计算方法在液体推进剂火箭发动机瞬变过程计算中的若干应用

本文用数值计算的方法对双组元液体推进剂姿态控制发动机的脉冲工作,四机并联工作,变推力工作的瞬变过程作了计算分析。同时还就推进剂中含有少量气体以及输送系统管道中的蓄能器对发动机瞬变过程的影响作了计算分析。计算结果表明,在发动机的研制阶段,数值计算方法可用来模拟发动机的瞬变过程。     

我校研制出新一代变推力液体火箭发动机

我国新一代变推力液体火箭发动机——SBF—4多次起动、双组元、双调节变推力液体火箭发动机于1991年3月27日在长沙通过了技术鉴定。鉴定委员会由来自全国各有关科研院所和高等院校的十一名专家、教授组成。我国液体火箭发动机领域的技术权威之一,航空航天部11所刘传儒研究员任鉴