[发明专利]一种级间分离飞行控制系统高精度时统方法

说明书

一种级间分离飞行控制系统高精度时统方法，用于在飞行器与运载火箭级间分离过程中，向飞行器提供冗余的时统标志，供飞行器确定自主飞行的起控时间范围。其中主要时统标志基于火箭向飞行器发送的RS‑422接口通信“分离指令”，为避免通信误码与丢帧导致起控的时间滞后，在每帧“分离指令”中设置“起控延时标志”，作为飞行器接收到有效“分离指令”的起控延时依据；备用时统标志基于为火箭与飞行器提供电气连接的分离连接器中短路环的导通状态。本方法能够在级间分离过程中为飞行器提供精确与可靠的时统标记。

技术领域

本发明内容涉及一种级间分离飞行控制系统高精度时统方法。

背景技术

在飞行器与运载火箭组合体的飞行过程中，当满足级间分离条件时，一般由火箭发起与控制级间分离流程，飞行器检测分离流程的时序，确定起控时间，并在分离后规定的时间范围内起控。飞行器起控的时间关系到任务执行的成败，若提前起控，飞行器控制舵面未脱离火箭流场的干扰区，存在舵效反向的风险，将导致飞行器姿态失稳；若飞行器延后起控，存在较长的无控自由运动时间，同样引起姿态失稳。

飞行器的起控时间通常在与火箭电气及机械接口断开后，因此在电气接口断开前火箭需要向飞行器发送时统标志，飞行器接收到时统标志，经过延时后起控。

常规的时统方法是通过火箭飞控计算机的开关量输出驱动飞行器飞控计算机的开关量输入进行时统。优点是时统精度较高。缺点是仅提供单一的时统标志，容错率较低；涉及2台飞控计算机接口电路的匹配，可能存在驱动电平和基准地不一致的问题；需要占用火箭飞控计算机2路以上的开关量输出资源进行冗余设计。

另一种常规的时统方法是设置监测飞行器和火箭之间分离连接器插头与插座电气连接状态的短路环，将飞行器飞控计算机采集到的短路环断开作为时统标志。优点是无需火箭飞控计算机的开关量资源。缺点是分离连接器短路环在断开过程存在机械运动，因此从分离连接器解锁至短路环完全断开的时间散布较大，时统标志传递到飞行器的时间变化范围较大，时统精度较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种级间分离飞行控制系统高精度时统方法，提高级间分离时统标志的容错率，消除对火箭飞控计算机开关量资源的需求与电路匹配问题，解决仅使用分离连接器短路环作为时统标志精度相对较低的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种级间分离飞行控制系统高精度时统方法，步骤如下：

(1)火箭进入分离流程后，在T0时刻，火箭飞控计算机向飞行器飞控计算机发送分离指令数据帧；

(2)在T1时刻，火箭飞控计算机通过解锁电缆向分离连接器插头端发出电磁解锁指令；

(3)飞行器飞控计算机在上电后，持续判断分离指令数据帧，当首次接收到有效的分离指令数据帧时，进入步骤(4)；当未接收到分离指令数据帧或分离指令数据帧无效时，进入步骤(5)；

(4)飞行器飞控计算机根据首次接收到分离指令数据帧中的起控延时标志确定起控延迟时间，并开始起控延迟计时，之后进入步骤(9)；

(5)飞行器飞控计算机在上电后，持续判断电磁解锁装置工作是否正常，若正常，则进入步骤(6)，若不正常则进入步骤(10)；

(6)飞行器飞控计算机在上电后，持续判断短路环的断开状态，若两路短路环均断开，则进入步骤(7)，否则返回步骤(3)；

(7)飞行器飞控计算机判断两路短路环是否可靠断开，若可靠断开，则进入步骤(8)，否则返回步骤(3)；

(8)飞行器飞控计算机开始起控延迟计时Timer_2；

(9)在T2时刻，火箭飞控计算机通过起爆电缆向分离螺栓发出起爆指令，分离螺栓断开，之后进入步骤(13)；