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hth华体会全站:怎样对飞船进行制导、导航与控制?

人气:8发表时间:2022-10-03 08:23:00 来源:华体会体育平台注册 作者:华体会体育平台入口

  飞船的制导、导航与控制分系统,简称GNC分系统,它承担着飞船从起飞到返回的全部运动控制任务。

  在运载火箭点火发射前,要将飞船的惯性测量开始值标定好,也就是飞船相对地球的起飞位置到底怎样,这样在起飞以后才能不断计算出飞船所在的位置、飞行速度和姿态。万一火箭在将飞船运送到飞行轨道的过程中发生意外事故(例如,出现故障飞不动了,甚至可能发生爆炸),这时,飞船就要靠专门的逃逸救生系统逃离开危险地带,使航天员安全回到地面。在这个逃生的过程中,就要系GNC分系统来控制飞船的运动。

  飞船到达预定的绕地球飞行的轨道后,就与火箭分离了,此后飞船的飞行任务就靠自己来完成。在刚与火箭分离时,由于分离扰动力的作用,飞船的姿态一般都不是理想的状态。这时,GNC分系统就要克服这些扰动,将飞船的姿态调整到要求的范同内,并将这个姿态保持住。

  飞船在轨道上飞行时,它的工作用电基本是依靠太阳能发电的。只有当太阳电池翼正对着太阳时,发出的电能才最大。GNC分系统其中的一个任务就是尽量控制太阳电池翼正对着太阳。

  火箭将飞船送入轨道时,这个轨道还比较低,还不是飞船的最终运行轨道,需要GNC分系统企合适的时候控制飞船上的推进发动机点火,将飞船升高到希望的运行轨道上去,此称为变轨。

  当飞船在轨道上完成任务后,返回舱载着航天员返回地面。在返回过程中,飞船轨道舱与本体分离,返回舱进入返回轨道飞行,返回舱与推进舱分离,返回舱下降和降落都要依靠GNc系统的精确控制。

  以上GNC分系统在飞船飞行过程中所承担的任务,都与飞船飞行运动有关。要控制飞船运动,首先要测量计算飞船的飞行姿态(包括姿态角和角速度)、飞行速度和所在的位置,然后才能作出决策,将飞船控制成什么样的姿态以及往何处飞。

  在发射段,GNC分系统依靠陀螺测量出飞船的姿态角速度,由计算机算出姿态角;依靠加速度计测量出飞行运动加速度,再由计算机算出速度和位置。在运行段,GNC分系统依靠数字式太阳敏感器、红外地球敏感器、陀螺和计算机测量计算飞船姿态;依靠加速度计和计算机测量计算飞船变轨所需的速度增量从而控制变轨发动机关机;依靠模拟式太阳敏感器和计算机控制太阳电池阵跟踪太阳。在返回段,GNC分系统同发射段一样依靠陀螺测量出飞船的姿态角速度,再由计算机算出姿态角;依靠加速度计测量出飞船运动加速度,再由计算机算出速度和位置,通过控制推进分系统的姿控和轨控发动机点火工作,从而完成飞船制动和升力返回等运动控制任务。

  上面这些GNC控制过程都是自动完成的,不需要航天员参与。假如发生什么故障,GNC分系统不能自动地进行运动控制时,GNC分系统还设计有一套手动控制装置,土要由姿态手柄、平移手柄、手控线路利光学瞄准镜等组成,航天员可以使用这些设备以及其它分系统的一些设备,进行手动起动控制,尽管精度比自动控制要差一些,但完全能够控制飞船安全地返回地面。

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