[發明專利]基于液體火箭子級發動機提前關機的在線健康管理方法

在審

• 申請號: 202110068154.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN113155467A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 周城宏;程洪瑋;劉陽;王一杉;韓秋龍;譚云濤;雍子豪;谷建光;劉鷹;朱雄峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;郭德忠

本發明公開了基于液體火箭子級發動機提前關機的在線健康管理方法，該方法包括：獲取液體火箭的飛行狀態參數；將所述飛行狀態參數輸入特定故障診斷器進行飛行異常診斷；若飛行狀態為飛行異常時，進行預設典型故障判定；若判定為典型故障時，進行隔離條件滿足情況判定；若滿足隔離條件時，則進行故障隔離動作，關閉故障子級發動機并分離故障子級發動機；重新優化航天器的入軌彈道完成后續飛行，若航天器滿足入軌精度入軌則故障規避成功，若不滿足入軌精度入軌后則通過自身變軌進入預定軌道。上述在線健康管理方法能夠最大程度地避免飛行故障引發的損失，大幅提升火箭智能化水平和典型故障適應能力，改善火箭飛行安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于運載火箭飛行控制技術領域，具體涉及基于液體火箭子級發動 機提前關機的在線健康管理方法。

背景技術

動力系統故障是引發飛行失利的最重要因素，液體運載火箭動力系統典型 的故障模式是造成推力下降或消失，不足以為飛行箭體提供足夠推進動力，最 終在自身重力的作用下墜毀。

火箭動力系統為火箭飛行持續提供推進劑和推進動力，推力在時間的累積 下為沖量，依據動量定理沖量轉化為箭體的動量。在液體火箭子級發動機工作 時段內，若典型故障發生，則子級發動機推力減小或降為零，造成火箭子級為 飛行提供的總沖量損失，表現為火箭動量增量的損失；與此同時，故障子級的 重力作用持續拖拽飛行箭體，重力沖量抑制火箭加速。針對液體火箭模塊推力 下降或消失的典型故障模式，亟待設計出邏輯簡單、普適性強、行之有效的故 障隔離措施。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于液體火箭子級發動機提前關機的在線健 康管理方法，能夠最大程度地避免飛行故障引發的損失，大幅提升火箭智能化 水平和典型故障適應能力，改善火箭飛行安全性和可靠性。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種基于液體火箭子級發動機提前關機的在線健康管理方法，包括以下步 驟：

獲取液體火箭的飛行狀態參數；

將所述飛行狀態參數輸入特定故障診斷器進行飛行異常診斷；

若飛行狀態為飛行異常時，進行預設典型故障判定；

若判定為典型故障時，進行隔離條件滿足情況判定；

若滿足隔離條件時，則進行故障隔離動作，關閉故障子級發動機并分離故 障子級發動機；

重新優化航天器的入軌彈道完成后續飛行，若航天器滿足入軌精度入軌則 故障規避成功，若不滿足入軌精度入軌后則通過自身變軌進入預定軌道。

更進一步地，在進行預設典型故障判定的步驟中，所述典型故障為動力系 統的推力下降。

更進一步地，所述典型故障為推力消失。

更進一步地，在進行預設典型故障判定的步驟中，所述典型故障為發動機 啟動以后推進劑泄漏。

更進一步地，在進行預設典型故障判定的步驟中，所述典型故障為發動機 啟動以后渦輪泵損壞。

更進一步地，在進行隔離條件滿足情況判定步驟中，所述隔離條件為子級 發動機的無故障工作時間大于允許關機時間。

更進一步地，在重新優化航天器的入軌彈道完成后續飛行的步驟中，通過 迭代制導方式調整入軌彈道。

有益效果：