火箭飞行是否正常怎么知道?

发布时间 : 2018-08-16     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  火箭飞行过程中,科研人员是如何实时掌握火箭的飞行姿态的?怎样才知道火箭的飞行轨迹是否正确呢?
  针对这个问题,中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)研发中心飞行器总体设计师李海岩用跑步打了一个形象的比喻:如果要测出一个人跑步时的速度,一般有两种方法,一种是让人戴上具有测速功能的手环,另一种是在跑道周围安装一些测速仪。与此类似,要想知道火箭的飞行是否正常,一般也有两种方法,一种是获取遥感参数,简称“遥测”;还有一种是外弹道跟踪测量,简称“外测”。
  什么是遥测?
  遥测就是在火箭的关键部位,安装一些传感器、变换器。其中传感器是为了测量出火箭飞行过程中的各种参数;变换器是将这些参数转换为电信号,然后传回地面测控站,供地面人员实时掌握火箭飞行状态。这个道理就与人戴测速手环一样。


△飞行遥测图像


  什么是外测?
  外测就是通过地面测控站的一些设备,比如雷达、光学望远镜等,获取火箭所在的轨道位置等信息。通常有两种手段,一是光学测量法,就是利用带有随动机座的大型望远镜,像人的眼睛一样,随时盯着飞行中的火箭,通过测量随动机座的方位角和俯仰角来计算出火箭的弹道参数。虽然这种方法使用起来方便,但是受光照条件限制,不能全天候工作。


△雷达


  另一种方法是无线电跟踪测量,就是利用无线电波在空间的传播规律,对火箭进行跟踪和测量。通过测量无线电波在空间传播的时间,计算出火箭的位置,并通过运动目标与固定测量站之间的多普勒频移,来计算火箭的速度。
  遥测测什么?
  一般情况下,全箭遥测参数种类繁多,各系统遥测参数少则十几个,多则几百个。例如推进系统参数包括压力、液位、流量、转速等;控制系统参数包括飞行时序、姿态角、电压电流、速度、加速度等;环境参数包括过载、振动、冲击等。这些参数较全面地实时表征了火箭的工作状态。
  外测测什么?
  一般外测参数包括距离、方位角、俯仰角等,将这些参数进一步处理后就可以得到火箭的运动参数,从而实时掌握火箭的飞行轨道、姿态等信息。

(图片来自于网络)

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