一种系固保护设置方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及商业航天可重复使用回收火箭，尤其涉及一种系固保护设置方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、为降低可重复使用液体火箭飞行试验风险，在静态点火至低空回收试验之间加入系固保护试验，即火箭低空飞行试验过程中用一绳索或吊带系固，防止因意外紧急关机后箭体姿态不可控出现的倾倒。但是，因为试飞的火箭不同，对系固保护装置的载重以及吊带的要求不同。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种系固保护设置方法、装置及电子设备。

2、依据本发明的第一个方面，提供了一种系固保护设置方法，应用于火箭系固保护试验，方法包括：

3、获取箭体在做平抛运动的竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离；

4、根据箭体竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷；

5、根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷。

6、可选的，根据箭体竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，包括：

7、根据竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量及系固保护绳索长度，确定得到箭体落地时的箭体竖直速度、箭体水平速度；

8、根据系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离、系固保护绳索的长度，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角；

9、根据箭体落地时的箭体竖直速度、箭体水平速度、目标夹角，确定得到箭体落地时箭体沿绳圆周运动的切向速度及沿绳方向的法向速度；

10、根据箭体沿绳圆周运动的切向速度、沿绳方向的法向速度、箭体的质量、目标夹角、系固保护绳索长度，确定得到系固保护绳索绷紧时的绳索载荷。

11、可选的，根据箭体沿绳圆周运动的切向速度、沿绳方向的法向速度、箭体的质量、目标夹角、系固保护绳索长度，确定得到系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，包括：

12、根据箭体沿绳圆周运动的切向速度、沿绳方向的法向速度、箭体的质量、目标夹角、系固保护绳索长度，通过以下公式，确定得到系固保护绳索绷紧时的绳索载荷：

13、f绳＝f1+f2+f3

14、f1＝gcosθ

15、

16、

17、其中，f绳为系固保护绳索绷紧时的绳索载荷；为f1为部分重力分量引起的绳索载荷；g为箭体重力；f2为箭体离心力引起的绳索载荷；f3为系固保护绳索弹性变形引起的绳索载荷；m为箭体质量；δt为f3由0变化至最大需时间；θ为系固保护绳索与竖直方向的目标夹角，r为系固保护绳索长度；v切为箭体沿绳圆周运动的切向速度；v法为箭体沿绳方向的法向速度。

18、可选的，根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷，包括：

19、根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷；

20、根据系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷，确定系固保护的目标载荷。

21、可选的，根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，通过以下公式，确定系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷：

22、f横＝f绳sin(θ)

23、f竖＝f绳cos(θ)

24、其中，θ为系固保护绳索与竖直方向的目标夹角；f横为系固保护绳索绷紧时的横向载荷；f竖为系固保护绳索绷紧时的竖向载荷；f绳为系固保护绳索绷紧时的绳索载荷。

25、可选的，根据系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷，确定系固保护的目标载荷，包括：

26、系固保护绳索绷紧时的横向载荷小于目标载荷的百分之五；

27、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷小于目标载荷。

28、可选的，平抛运动为：

29、当箭体点火起飞后，若箭体离地高度≥4m或箭体相对起飞点横移距离≥7m或箭体竖直向上速度≥2m/s或箭体水平速度≥2m/s，则关闭箭体发动机，箭体作只受重力影响的运动。

30、依据本发明的第二个方面，提供一种系固保护装置，应用于火箭系固保护试验，装置包括：

31、数据获取模块，用于获取箭体在做平抛运动的竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离；

32、第一处理模块，用于根据箭体竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷；

33、第二处理模块，用于根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷。

34、依据本发明的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述的系固保护设置方法。

35、依据本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的系固保护设置方法。

36、本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：

37、本说明书实施例提供的一种系固保护设置方法、装置及电子设备，通过获取箭体在做平抛运动的竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离；根据上述数据，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷；根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷。本方案创造性地考虑了紧急关机工况下箭体姿态，关机后箭体运动状态，确定系固保护需要承载的最大载荷，以适配合适的系固保护装置。为进行可重复使用液体火箭系固保护试验奠定基础。

38、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种系固保护设置方法，其特征在于，应用于火箭系固保护试验，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述根据箭体所述竖直速度拉偏极值、所述水平速度拉偏极值、所述箭体的质量、所述系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，包括：

3.根据权利要求2所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述根据所述箭体沿绳圆周运动的切向速度、沿绳方向的法向速度、所述箭体的质量、所述目标夹角、所述系固保护绳索长度，确定得到系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，包括：

4.根据权利要求1所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述根据所述箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷，包括：

5.根据权利要求4所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述根据所述箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，通过以下公式，确定系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷：

6.根据权利要求4所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述根据所述系固保护绳索绷紧时的横向载荷、系固保护绳索绷紧时的竖向载荷，确定系固保护的目标载荷，包括：

7.根据权利要求1所述的系固保护设置方法，其特征在于，所述平抛运动为：

8.一种系固保护装置，其特征在于，应用于火箭系固保护试验，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一所述的系固保护设置方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的系固保护设置方法。

技术总结
本发明公开一种系固保护设置方法、装置及电子设备，通过获取箭体在做平抛运动的竖直速度拉偏极值、水平速度拉偏极值、箭体的质量、系固保护绳索长度及系固保护绳索固定点到箭体的垂直距离；根据上述数据，确定得到箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷；根据箭体落地时系固保护绳索与竖直方向的目标夹角以及箭体落地时系固保护绳索绷紧时的绳索载荷，确定系固保护的目标载荷。本方案创造性地考虑了紧急关机工况下箭体姿态，关机后箭体运动状态，确定系固保护需要承载的最大载荷，以适配合适的系固保护装置。为进行可重复使用液体火箭系固保护试验奠定基础。

技术研发人员：严波,肖雯静,郭新颜,周思博,关晋凯,王梓尧,杨亚辉
受保护的技术使用者：航天科工火箭技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12