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新一代运载火箭开启“智驾”新模式

2024-05-08 19:29:51 来源:法治日报-法治网 -标准+

法治日报全媒体记者 廉颖婷 通讯员 陈葆娟

5月7日,中国新一代中型运载火箭长征六号丙在太原卫星发射中心成功点火升空,首飞任务取得圆满成功,标志着自适应增广控制技术在国内运载火箭首次成功应用,开启新一代运载火箭“智驾”新模式。

从自动到自主系统更强大

控制系统作为运载火箭的“大脑”和“神经中枢”,在火箭飞行过程中起着至关重要的作用。传统的火箭控制系统通常采用预先设定的固定控制参数,这些参数在火箭设计阶段根据预期的飞行环境、性能要求、载荷特点进行设定。起飞后,火箭按照预先装订好的飞行程序,在特定场景下进行“自动驾驶”,将载荷送往预定轨道。

但在实际飞行过程中会遇到很多不可预测的情况,如气象条件的变化,特别是高空风的变幻莫测,还有火箭结构的微小偏差等,这些都可能影响到火箭的飞行性能。中国航天科技集团八院控制所的长六丙控制系统研制团队将自适应增广控制技术应用于运载火箭,正是为了解决这一问题。

作为一种先进的控制策略,自适应增广控制技术结合了自适应控制和增广控制的思想,不仅能够根据外界环境变化和系统的不确定性自主调整控制参数,使系统始终保持最佳运行状态,还能通过引入附加控制变量来扩展系统的控制能力。这也是长六丙采用数字化仿真、取消整箭模态试验,从而能够大幅缩短研制周期的关键所在。

自适应增广控制技术作为长六丙“智驾”系统的秘密武器,具备强大的感知和分析处理能力。面对外界强干扰造成的轨道偏离,能够紧打方向,回到原“车道”继续行驶;面对自身原因造成的抖动,能够稳住“方向盘”,平稳过渡,大大提高了自身的自主性和可靠性,同时也大幅减少了发射前的人工准备工作。

以不变应万变火箭更百搭

作为长征家族的新成员,长六丙肩负着提高发射效率、降低成本、并具备执行多种轨道发射任务的使命,是响应市场需求,提升商业航天发射能力的重要角色。

为了实现快速研发、快速响应和降低成本的目标,长六丙充分继承了长征六号及其改进型长征六号甲等新一代运载火箭的成熟技术和产品,并且极大优化了研制流程。自适应增广控制技术的应用,也让长六丙能够在激烈的商业发射市场竞争中如虎添翼。

商业航天的高密度发射需求,对运载火箭控制系统的适应性要求也更高。以前,运载火箭作为天地运输工具,“乘客”的重量、体型发生了变化,会导致火箭在飞行过程中的动态特性、飞行动力学特性等发生变化,需要通过调整控制参数来适应任务的变化,并经大量地面试验验证控制策略的准确性。

自适应增广控制技术则可根据载荷变化动态调整控制参数,优化火箭的动态性能,并以自身极强的系统稳定性,以不变应万变,为长六丙提供强大的载荷适应性,不管“拼车”,还是“专车”,都能做到快速“发车”,更加契合商业航天发射的灵活性和便捷性。

编辑:霍悦