[发明专利]一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法

说明书

一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法，将推进系统的故障分为姿控推力器泄漏、轨控管路超压、减压阀静压超压、推进系统欠压、姿控管路超压；其中姿控推力器泄漏的故障处理的优先级最高，其他四种故障处理的优先级相同且按故障发生的时间先后顺序依次进行故障处理；姿控推力器泄漏自主管理方法为：将当前推力器切换为其他推力器；轨控管路超压自主管理方法：对轨控管路上的阀门进行开关动作；减压阀静压超压自主管理方法：通过气路压力平衡降低减压阀静压；推进系统欠压自主管理方法：对贮箱进行增压；姿控管路超压自主管理方法：对姿控管路进行泄压。本发明方法提高了火星探测全过程的推进系统的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法，具体涉及一种适用于火星探测中推进系统基于压力监控的长期自主管理方法，属于火星探测的推进系统技术领域。

背景技术

我国将于2020年执行首次火星探测任务。火星探测任务中推进系统的可靠运行，是保证探测任务顺利进行的关键。在探测器长期飞行过程中，推进系统存在诸多风险：1.环绕器大推力发动机轨控结束后，大流量自锁阀关闭，使得大流量自锁阀下游至大推力发动机入口成为一段密闭管路。随着发动机关机后的热反侵及飞行过程中太阳朝向的温度变化，会导致密闭管路内推进剂压力上升，超过压力传感器的量程，对推进分系统造成潜在的危险。2.推进系统落压工作期间，高压自锁阀和气路小流量自锁阀为关闭状态，减压阀下游出口压力有超压风险。3.由于飞行过程中姿控推力器工作消耗推进剂，系统压力会逐渐下降，当系统压力下降至欠压状态时，会导致姿控推力器工作性能下降明显。4.环绕器在轨飞行过程中，推进分系统存在关闭姿控管路小流量自锁阀的工况。当姿控路小流量自锁阀关闭后，其下游密闭管路里的推进剂将受环境温度影响而出现热胀冷缩现象，当环境温度升高时，密闭管路内推进剂压力会大幅爬升，从而影响系统可靠性。5.推进分系统在轨落压工作期间，如推力器发生了泄漏故障，需要对姿控推力器进行重组操作。由于火星探测器的星地时延，当推进系统出现以上问题后需要快速决策诊断，无法通过地面操作快速解决。因此需要一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法，根据推进系统的压力实时监控值，自主判别推进系统阀门出现的故障类别，自主按照故障处理优先级执行相应的解决方案。避免了由于星地延时，无法及时处理推进系统故障的问题；该方法提高了火星探测推进系统长期安全的可靠性。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种适用于火星探测中推进系统的自主管理方法，采用压力传感器监测环绕器的推进系统，将推进系统的故障分为姿控推力器泄漏、轨控管路超压、减压阀静压超压、推进系统欠压、姿控管路超压；发生上述故障时分别采用姿控推力器泄漏自主管理方法、轨控管路超压自主管理方法、减压阀静压超压自主管理方法、推进系统欠压自主管理方法、姿控管路超压自主管理方法进行故障处理；其中姿控推力器泄漏的故障处理的优先级最高，其他四种故障处理的优先级相同且按故障发生的时间先后顺序依次进行故障处理；

姿控推力器泄漏自主管理方法为：将当前推力器切换为其他推力器；

轨控管路超压自主管理方法：对轨控管路上的阀门进行开关动作；

减压阀静压超压自主管理方法：通过气路压力平衡降低减压阀静压；

推进系统欠压自主管理方法：对贮箱进行增压；

姿控管路超压自主管理方法：对姿控管路进行泄压。

上述适用于火星探测中推进系统的自主管理方法，优选的，姿控推力器泄漏自主管理方法为：将当前推力器对应的液路流量自锁阀关闭，仅采用其他推力器工作。