火箭為什么能“指哪打哪”
科技在不斷發展完善,中國作為傳統的文化大國,一直緊跟時代的步伐。近年來,中國發射了好幾個火箭和衛星。可是大家都火箭有所了解和關注嗎?知道火箭為什么能&ld;指哪打哪&rd;這么神奇嗎?其中的原因是什么,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
騎馬時要讓馬乖乖地聽話,通常給它套上韁繩,指揮它的行動。對于運載火箭而言,這條&ld;韁繩&rd;就是它的控制系統。如果將發動機比喻為火箭的&ld;心臟&rd;,控制系統則起著類似人體&ld;神經中樞&rd;的作用,它控制并支配著火箭上天后的一舉一動。
火箭的控制系統箭上系統和地面系統兩部分組成,箭上系統叫作飛行控制系統(常簡稱飛控系統),地面系統稱測試發射控制系統(常簡稱測控系統)。
測控系統是火箭發射前人機對話的主要接口,通過火箭與地面間的通信可掌握箭上設備的工作情況和各種參數,也可將飛行參數向箭上設備裝訂,最后控制火箭發射。
飛控系統制導與導航系統、姿態控制系統、電源供配電和時序控制系統三部分及相應的軟件組成。制導與導航系統是火箭飛行控制系統的核心,它控制火箭的質心按預定的軌跡運動,保證所運載的航天器準確入軌。姿態控制系統的任務是克服種種干擾的影響,保證火箭的飛行姿態穩定。電源供配電和時序系統除完成地面到箭上電源供電的轉換外,主要是向各種控制儀器設備提供各自需要的電源,并按飛行程序發出指令,控制火箭工作狀態的變化。軟件的作用是完成各種功能計算,把三個部分按功能和工作程序結合起來完成飛行控制任務。
火箭飛行狀態可以分解為兩種運動:一是火箭質心的運動,二是火箭繞質心的轉動。在實際飛行中,火箭常受到各種因素影響而偏離預定的飛行狀態。其中,來自火箭本身的因素有3個:(1)于箭體結構制造偏差造成的結構不對稱、結構軸線偏移和質心偏移;(2)發動機制造和安裝偏差造成的推力軸線偏斜;(3)多臺發動機工作不同步,液體推進劑在貯箱內晃動,以及控制設備制造誤差等引發的干擾力和干擾力矩。外部環境的影響主要是風的干擾。
飛控系統的儀器設備測量儀表、中間裝置、執行機構和電源配電裝置等組成。
根據導航方式不同,測量儀表的種類有所不同,但都離不開陀螺和加速度表。高速旋轉的陀螺能始終保持自身的方向不變,并能覺察到火箭姿態的任何變化。利用陀螺原制造的加速度表,則能感受火箭速度的變化。
中間裝置主要是指電子計算機。一旦接到測量儀表發來的火箭飛行路線和姿態變化的信號,計算機就立即進行計算,隨后進行綜合處,將信號放大,傳給執行機構,并控制執行機構進行工作。
執行機構包括電磁閥門、電爆器件、舵機、姿態噴管、搖擺發動機,以及控制搖擺發動機運動的伺服機構等。它們嚴格執行中間裝置傳來的信號命令,使發動機點火、關機,糾正飛行路線和姿態的偏差,使火箭級間分離和衛星、飛船等有效載荷分離。