[發明專利]火箭與地面設備間管線長度與載荷計算方法及計算裝置

有效

• 申請號: 202010520895.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111680364B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 辛健;趙立喬;張亞民;韓宏茵
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F113/14;G06F113/16
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 李艷霞

1.一種火箭與地面設備間管線長度與載荷計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

設定計算坐標系，并獲取計算所需的數據；

其中，所述計算所需的數據包括火箭點火起飛至火箭尾端離開起豎托架期間的起飛漂移量和滾轉角；起豎托架回轉點坐標、起豎托架在預擺階段的后倒角度和后倒角速度；起豎階段管線的一端在箭體上的安裝接口的位置坐標、管線的幾何參數以及推進劑介質的物性參數；

根據測試發射流程的要求，初步確定火箭發射過程中管線的設計脫落階段以及起飛過程中的關注階段；

通過插值計算，得到在起豎階段、預擺階段、設計脫落階段和關注階段管線的一端在箭體上的安裝接口的坐標和起豎托架的運動位置包絡；

確定起豎階段管線的另一端在起豎托架上的安裝接口的位置坐標，并根據位置坐標以及起豎托架運動數據計算得到預擺階段、設計脫落階段和關注階段管線的另一端在起豎托架上的安裝接口的位置坐標；

在設計脫落階段或者必保脫落階段管線的長度的基礎上，為管線的長度設置裕量，并根據裕量初步確定管線的長度；

根據管線的幾何參數以及推進劑介質的物性參數，基于懸鏈線計算理論，計算管線在各階段的懸垂狀態以及管線對安裝接口產生的載荷；

判斷初步確定長度的管線是否滿足受力要求和干涉分析要求；

如果初步確定長度的管線滿足受力要求和干涉分析要求，則輸出管線的長度、懸垂方程和管線對安裝接口產生的載荷。

2.根據權利要求1所述的火箭與地面設備間管線長度與載荷計算方法，其特征在于，如果初步確定長度的管線不滿足受力要求和干涉分析要求，則重新調整管線的設計脫落階段，或者重新為管線的長度設置裕量，直至管線的長度和載荷均滿足設計和測發流程要求；所述管線的設計脫落階段為基于起飛時間的時間量或基于起飛離臺高度的位移量。

3.根據權利要求1所述的火箭與地面設備間管線長度與載荷計算方法，其特征在于，在設計脫落階段和關注階段，管線的一端在箭體上的安裝接口的坐標為(x_i,y_i,z_i)，x_i、y_i和z_i分別為：

其中，i為大于1的整數，R₁表示管線的一端在箭體上的安裝接口到箭體中心線的距離，t_i表示各關注階段箭體的起飛時間，α_i表示火箭的起飛漂移量，β_i表示滾轉角，k_i表示關注階段火箭的起飛高度；z₁表示起豎階段管線的一端在箭體上的安裝接口的位置坐標的z軸坐標，i表示各關注階段。

4.根據權利要求1所述的火箭與地面設備間管線長度與載荷計算方法，其特征在于，所述起豎托架的運動位置包絡表現為起豎托架的后倒角度，在設計脫落階段起豎托架的后倒角度為：ω₀+vt₁，t₁表示設計脫落階段箭體的起飛時間；在關注階段，起豎托架的后倒角度為：ω₀+vt_i，i為大于1的整數，i表示各關注階段，t_i表示各關注階段箭體的起飛時間；其中，ω₀表示在預擺階段起豎托架的后倒角度，v表示在預擺階段起豎托架的后倒角速度。