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运载火箭的导航是如何实现的呢?——《互动讲解》

作者:admin  更新时间:2017-06-30
运载火箭的导航是如何实现的呢?——《互动讲解》
我的一个航天工程学院的同学,在刚开始接触火箭系统的时候参加了学校小组的实验课题,小型火箭的模型实验,到最后实验升空的时候 就看到火箭模型来回的乱飞不能按照计划的方向轨迹运行。这就是很多同学的一个共同问题自己做完DIY之后火箭发射后乱飞。
这是什么原因呢?在看我们中国自己的运载火箭基本上是零失误的成功运行。
 
运载火箭的导航是如何实现的呢?——《互动讲解》
 
惯导简介——运载火箭的导航是如何实现的呢?
运载火箭中有安装着超多的传感器、GPS定位导航、定姿测量系统、惯导系统等等很多高端传感器来纠正运载火箭的运行方向。我们先了解其中一个——惯导系统。那么惯导系统在火箭运行中又起到什么作用的呢?惯性导航的定义解释也解释工作原理是:惯性导航 经过丈量飞行器的加速度,并主动进行积分运算,取得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技能。构成惯性导航系统的设备都安装在运载体内,作业时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易遭到搅扰,是一种自立式导航系统。
 
惯导的组成——运载火箭的导航是如何实现的呢?
惯性导航系统一般由惯性丈量设备、计算机、操控显现器等构成。惯性丈量设备包含加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来丈量飞行器的三个滚动运动;3个加速度计用来丈量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机依据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。操控显现器显现各种导航参数,实现功用。
惯导体系——运载火箭的导航是如何实现的呢?
  神舟六号飞船和它的运载火箭长征二号F上都安装有高精度的惯性制导体系。它担负着运载火箭和飞船在茫茫太空中的飞翔方向、方向速度和所在方位的丈量功用,这是航天领域中主要要害技术之一。
  中国航天年代电子公司惯导基地作为惯性器材专业研发单位,别离承当了“神舟”宇宙飞船和“神箭”运载火箭中惯性体系的研发使命。可以骄傲地说,中国研发的载人航天惯性制导体系是世界上领先的惯性制导体系。
  惯性体系是飞翔器操控和导航的要害设备,能丈量飞翔器的角速度、加速度、姿势角、速度和方位等参数。自1992年展开研发使命以来,研发规划作业富有成效,在历次飞翔使命中,表现出杰出的性能和牢靠性。在“神舟”宇宙飞船研发中,惯导基地承当了挠性惯性丈量组合和手控陀螺的研发及生产使命。运载火箭的导航是如何实现的呢?
  在“神舟”宇宙飞船的历次发射使命中,都使用了惯导基地研发的挠性惯性丈量组合设备。这次在神舟六号回来舱中,安装了惯导基地研发的八表挠性捷联惯性丈量组合设备,该惯性丈量组合与飞船上的别的操控设备一同构成飞船的操控体系。惯性丈量组合在飞船的飞翔过程中,敏感飞船在俯仰、偏航和翻滚等方向上的旋转角速率及轴向加速度,并将这些信息输出给计算机,完成对飞船的飞翔姿势和飞翔轨道的操控,确保飞船可以依照预先规划的飞翔轨道飞翔。
  挠性惯性丈量组合和手控陀螺,与船上的别的惯性器材构成牢靠性冗余体系,通过对惯性丈量设备的办理,在出现毛病时能做到毛病判别、毛病阻隔和体系的重构,确保飞船和宇航员安全回来。渠道体系采用了领先的牢靠性冗余技术,提高渠道体系的作业牢靠性。高牢靠性惯性渠道体系作为运载火箭操控体系中的一个要害和主要部分,在火箭的飞翔过程中为操控体系提供火箭的飞翔姿势信息,与箭上计算机一同完成对火箭的飞翔操控,确保火箭在全部飞翔过程中可以依照预订的飞翔轨道飞翔。渠道体系的性能与精度直接关系到“神箭”运载火箭的飞翔轨道和“神舟”宇宙飞船的入轨精度。
  神舟六号飞船和长征二号F运载火箭所采用的惯性体系方式多种多样,既使用了气浮支承的陀螺安稳渠道体系,也使用了挠性支持的陀螺和加速度计构成的捷联体系,还使用了液浮陀螺的捷联体系,这些都是当今世界上领先的惯性体系,不但精度高,而且都通过各种类型的运载火箭屡次飞翔使命的检测,更主要的是不管在火箭上,还是在飞船上都别离安装有两套或两套以上的惯性体系,构成高牢靠的冗余体系,也就是说,不管哪套体系出现毛病,其他的体系依然能使飞船精确入轨并安全回来地面,保证航天员的生命安全。
所以在离开自己原点的运动物体大多会安装惯导系统,来确定自己的位置和测量自身正在运行的姿态和位置。