[发明专利]一种基于在轨数据的发动机性能参数修正方法

说明书

本发明提出的一种基于在轨数据的发动机性能参数修正方法，利用在轨实际表现数据，对发动机的性能参数进行修正，有益于提高在轨数据的分析水平，更加深入了解发动机的工作性能；本发明的方法无需多余的硬件，即可实现对发动机性能参数的修正，不仅有益于提高在轨剩余推进剂的估算精度，进一步提高在轨推力的预测精度和变轨效率，避免推进剂的浪费，对后续卫星的长期在轨管理具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及一种发动机性能参数修正方法。

背景技术

我国地球静止轨道卫星一般采用双组元统一推进系统，并配置远地方发动机和姿控推力器。远地点发动机主要用于为航天器轨道机动入轨提供推力。

在卫星轨道机动期间，制定变轨策略需要用到整星质量、发动机的比冲及推力等参数。其中发动机比冲可以通过发动机地面热标试验得到，发动机推力和整星质量则需要通过引入发动机的小偏差方程。因此，整星的变轨控制效果及长期在轨管理均与发动机参数的精确性密切相关。如果发动机的实际性能偏差过大，不仅会影响变轨次数，耗费不必要的人力、物力，更会造成推进剂的浪费，从而导致卫星的寿命减少，带来不可避免的损失。

由于，发动机性能参数一般由额定点附近的小偏差方程给出，因此，在参数处理的方法本身存在一定的系统误差，使用受限。另外，发动机在轨工作的工况与地面热标工况不尽相同，且地面热标精度有待提高，冷试与热试之间的参数转换也存在一定的方法误差。因此，发动机的实际在轨性能与地面相比，往往存在不可忽略的差异性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种发动机性能在轨修正方法，利用在轨数据，结合参数寻优方法，实现了对发动机性能参数进行修正的目的，适用于双组元推进系统卫星发动机的在轨性能修正。

本发明所采用的技术方案是：一种基于在轨数据的发动机性能参数修正方法，包括如下步骤：

(1)每次卫星变轨前，打开卫星配置的超声波流量计，测量发动机工作过程中的推进剂流量，轨控发动机点火结束后，关闭超声波流量计，流量测量停止；每次变轨期间，对超声波流量计的输出进行积分得到该次变轨过程中的推进剂消耗量Δm_ui；

其中，Q_o、Q_f分别为氧化剂和燃烧剂贮箱下游对应的超声波流量计输出流量，t_i为第i次轨道机动的时间；i为正整数；

(2)记录每次卫星变轨的沉底推力器点火时间，结合沉底推力器的流量，由BK法(薄记法)获取本次变轨期间沉底推力器的推进剂消耗量Δm_ci；

Δm_ci＝ω_c×t_ci

t_ci为第i次变轨对应的沉底推力器的点火时间，ω_c为沉底推力器的流量。

(3)记录每次卫星变轨期间姿控推力器的点火时间，结合姿控推力器的流量，由BK法获取本次变轨期间的姿控推力器的推进剂消耗量Δm_zi；

Δm_zi＝ω_z×t_zi

t_zi为第i次变轨对应的姿控推力器的点火时间，ω_z为姿控推力器的流量。

(4)结合步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)的计算结果，获得第i次变轨期间的轨控发动机实际消耗量Δm_ei；

Δm_ei＝Δm_ui-Δm_ci-Δm_zi；