航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构及控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构及控制系统，配置结构包括在平面直角坐标系的4个象限线上分别对应设置一第一发动机，在航天运载器上面级的周向设置4台第二发动机和4台第三发动机；第二发动机分别对应设置在4个象限线上；一对第三发动机设置在第I象限的45°方向上，另一对第三发动机设置在第III象限的45°方向上；或者，一对第三发动机设置在第II象限的45°方向上，另一对第三发动机设置在第IV象限的45°方向上。本实用新型专利技术能够在保证速度与姿态控制需求的同时显著降低航天运载器的研发和制造成本。

【技术实现步骤摘要】
航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构及控制系统
本技术属于航天运载器
，具体涉及一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构及控制系统。
技术介绍
为了实现对航天运载器的速度和姿态的控制，通常需要在航天运载器上面级配置姿轨控发动机。具体地，在航天运载器上面级的纵轴向配置用于速度控制的发动机；在航天运载器上面级的周向配置姿态控制发动机，以便于对航天运载器的俯仰、偏航、滚动三个通道的姿态进行控制。传统的航天运载器上面级往往面临具备冗余功能和不具备冗余功能的矛盾。具备冗余功能就需要配置较多数目的发动机，不具备冗余功能又需要配置较少数目的发动机。为实现冗余功能，传统的航天运载器上面级通常需要在周向至少配置12个用于姿态控制的发动机，加上纵轴向配置的用于速度控制的发动机后，发动机的数量更多，因此研发和生产费用也更高。不采用冗余配置又不能对故障实现冗余，飞行可靠性相对较低。本技术专利技术人在研发过程中发现，在保证速度与姿态控制需求以及故障冗余的前提下，通过在航天运载器上面级合理配置姿轨控发动机，尽可能减少发动机的数量，能够显著地降低航天运载器的研发和制造成本。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供了一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构及控制系统。根据本技术实施例的第一方面，本技术提供了一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，其包括以航天运载器上面级的横截面的中心为坐标原点O，以航天运载器上面级偏航方向经过原点O的直线为X轴，以航天运载器上面级俯仰方向经过原点O的直线为Y轴，建立平面直角坐标系OXY；在所述平面直角坐标系OXY的4个象限线上分别对应设置1台第一发动机；在航天运载器上面级的周向设置4台第二发动机和4台第三发动机；4台所述第二发动机分别对应设置在4个象限线上；4台所述第三发动机中，其中一对所述第三发动机设置在第I象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第III象限的45°方向上；或者，其中一对所述第三发动机设置在第II象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第IV象限的45°方向上上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，所述第一发动机、第二发动机和第三发动机共平面设置时，所述第一发动机设置在航天运载器上面级的横截面的4个象限线上；所述第二发动机设置在所述第一发动机所在航天运载器上面级的横截面的周向上，且位于象限线上；所述第三发动机设置在第一发动机所在航天运载器上面级的横截面的周向上，且位于第I和第III象限的45°方向上，或者位于第II和第IV象限的45°方向上。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，所述第一发动机的推力线平行于航天运载器上面级的纵轴，且指向航天运载器上面级的头部；第一发动机的推力线与航天运载器上面级的纵轴之间的距离为d。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，4台所述第二发动机分别对应设置在4个象限线上，所述第二发动机的推力线平行于其所在的象限线，并指向航天运载器上面级的纵轴，所述第二发动机的推力线与航天运载器纵向质心的距离均为L。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，每台所述第三发动机的推力方向均沿航天运载器上面级横截面的切线方向，每对所述第三发动机的推力指向相反；且所述第三发动机的推力线与航天运载器上面级的纵轴之间的距离为R。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，所述第一发动机、第二发动机和第三发动机的额定推力大小相同。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，4台所述第二发动机均靠近航天运载器上面级的尾部设置。上述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中，4台所述第二发动机均靠近航天运载器上面级的头部设置。根据本技术实施例的第二方面，本技术还提供了一种航天运载器上面级姿轨控发动机控制系统，其包括控制器以及上述任一项所述的航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，所述控制器用于对所述航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构中的第一发动机、第二发动机和第三发动机进行开启或关闭控制。根据本技术的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本技术对航天运载器上面级的姿轨控发动机进行一体化配置，通过对用于速度控制的发动机与用于姿态控制的发动机进行复用，既能够保障航天运载器的速度与姿态控制功能，又能够实现冗余控制功能，还能够减少发动机数量，降低成本。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本技术所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本技术的说明书的一部分，其示出了本技术的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本技术的原理。图1为本技术实施例提供的一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构的示意图之一。图2为本技术实施例提供的一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构的示意图之二。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本技术所揭示内容的精神，任何所属
技术人员在了解本
技术实现思路
的实施例后，当可由本
技术实现思路
所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本
技术实现思路
的精神与范围。本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本技术，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。某些用以描述本技术的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本技术的描述上额外的引导。本技术航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构采用一体化配置方式，通过对用于速度控制的发动机和用于姿态控制的发动机进行复用，既能够保障航天运载器的速度与姿态控制功能，又能够实现冗余控制功能，还能够减少发动机数量，降低成本。图1为本技术实施例提供的一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构示意图之一。如图1所示，本技术提供的航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构为：以航天运载器上面级的横截面的中心为坐标原点O，以航天运载器上面级偏航方向经过原点O的直线为X轴，以航天运载器上面级俯仰方向经过原点O的直线为Y轴，建立平面直角坐标系OXY。在该平面直角坐标系OXY的4个象限线上分别对应设置1台第一发动机，第一发动机的推力线平行于航天运载器上面级的纵轴，且指向航天运载器上面级的头部。第一发动机的推力线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，其特征在于，包括以航天运载器上面级的横截面的中心为坐标原点O，以航天运载器上面级偏航方向经过原点O的直线为X轴，以航天运载器上面级俯仰方向经过原点O的直线为Y轴，建立平面直角坐标系OXY；/n在所述平面直角坐标系OXY的4个象限线上分别对应设置1台第一发动机；/n在航天运载器上面级的周向设置4台第二发动机和4台第三发动机；4台所述第二发动机分别对应设置在4个象限线上；4台所述第三发动机中，其中一对所述第三发动机设置在第I象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第III象限的45°方向上；或者，其中一对所述第三发动机设置在第II象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第IV象限的45°方向上。/n

【技术特征摘要】
1.一种航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，其特征在于，包括以航天运载器上面级的横截面的中心为坐标原点O，以航天运载器上面级偏航方向经过原点O的直线为X轴，以航天运载器上面级俯仰方向经过原点O的直线为Y轴，建立平面直角坐标系OXY；
在所述平面直角坐标系OXY的4个象限线上分别对应设置1台第一发动机；
在航天运载器上面级的周向设置4台第二发动机和4台第三发动机；4台所述第二发动机分别对应设置在4个象限线上；4台所述第三发动机中，其中一对所述第三发动机设置在第I象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第III象限的45°方向上；或者，其中一对所述第三发动机设置在第II象限的45°方向上，另一对所述第三发动机设置在第IV象限的45°方向上。


2.根据权利要求1所述的航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，其特征在于，所述第一发动机、第二发动机和第三发动机共平面设置时，所述第一发动机设置在航天运载器上面级的横截面的4个象限线上；所述第二发动机设置在所述第一发动机所在航天运载器上面级的横截面的周向上，且位于象限线上；所述第三发动机设置在第一发动机所在航天运载器上面级的横截面的周向上，且位于第I和第III象限的45°方向上，或者位于第II和第IV象限的45°方向上。


3.根据权利要求1或2所述的航天运载器上面级姿轨控发动机配置结构，其特征在于，所述第一发动机的推力线平行于航天运载器上面级的纵轴，且指向航天运载器上面级的头部；第一发动机的推力线与航天...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟友武，朱凯，赵卫娟，赵向楠，米文昊，
申请(专利权)人：陕西蓝箭航天技术有限公司，蓝箭航天空间科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61