He visto muchos comentarios de que el cabeceo y el giro de la gravedad son de "bucle abierto" y que la guía explícita motorizada (PEG) que conduce a la inserción orbital es de "bucle cerrado".
Y esto me hace preguntarme qué significa exactamente bucle abierto y bucle cerrado.
Debido a que los actuadores de las toberas del motor normalmente se controlan con bucles de retroalimentación que pueden recibir comandos de seguimiento de los bucles de retroalimentación de guía.
Este sería el caso en vuelo PEG, donde:
Entonces, como puede ver, hay dos bucles de retroalimentación, y no está claro a cuál de ellos se refiere la gente cuando el cohete está volando en "bucle abierto".
Seguro que sé que en el vuelo PEG, tanto la guía como el control del vector de empuje deben ser de circuito cerrado.
¿Qué pasa con el cabeceo y el giro por gravedad?
Mi suposición original aquí fue que la guía era de bucle abierto (solo una "trayectoria" precargada que daría la actitud del cohete en función del tiempo), mientras que el controlador de vector de empuje de nivel inferior permanecía en bucle cerrado (tomando la desviación en tiempo real de el cohete desde el perfil de actitud precargado para calcular y emitir comandos correctivos a los actuadores de las toberas del motor).
Pero también es posible que en lugar de precargar el perfil de actitud del cohete, precarguen los comandos del actuador de la tobera del motor necesarios para seguir ese camino. En ese caso, no habría bucle de guía (ya que no se habría cargado ningún perfil de actitud y no se calcularía ninguno durante el giro de cabeceo/gravedad), y el controlador de vector de empuje de nivel inferior estaría en bucle abierto (ya que estaría emitiendo comandos del actuador de la tobera del motor en lugar de calcularlos sobre la marcha a partir de las desviaciones de algún perfil de actitud deseado).
Entonces, me pregunto a cuál de estos se refiere cuando se dice que un cohete vuela en "bucle abierto".
Tu primera conjetura fue correcta.
Pero también es posible que en lugar de precargar el perfil de actitud del cohete, precarguen los comandos del actuador de la tobera del motor necesarios para seguir ese camino.
Esto no funcionaría, porque hay una serie de factores que provocan una desviación de la trayectoria que no se puede predecir. Por ejemplo, los motores pueden tener un rendimiento levemente superior o inferior al de su empuje nominal o a las especificaciones de índice de cardán, el viento puede cambiar de dirección, la densidad de la atmósfera varía ligeramente con el tiempo y, en particular, para las etapas de varios motores, un motor podría fallar en cualquier momento. en el ascenso Por lo tanto, el control de actitud es generalmente de bucle cerrado incluso cuando la guía es de bucle abierto.
La principal ventaja de la guía de circuito abierto en la fase inicial del vuelo es que facilita restringir el ángulo de ataque del lanzador mientras se encuentra en una atmósfera densa. Si el perfil de actitud cambia lentamente mientras continúa acelerando, el AoA permanecerá cerca de cero en todo momento, que es el clásico giro de gravedad. Esto minimiza el arrastre de la sección transversal y la tensión lateral en la estructura del cohete.
Durante la primera etapa de vuelo, el vehículo atraviesa la región de alta presión aerodinámica. Las cargas estructurales de las fuerzas aerodinámicas se mantienen lo más pequeñas posible controlando el vehículo con un ángulo de ataque mínimo; por lo tanto, en esta primera etapa de vuelo, se utiliza un programa de inclinación estándar y no se introducen correcciones de guía antes de la primera parte de la segunda etapa de vuelo.
Creo que "programa de inclinación estándar" significa que un programa de cabeceo versus tiempo impulsa el sistema de control de actitud.
Para la estabilización de actitud, se utilizan señales de control de actitud de la plataforma inercial estabilizada por tres giroscopios de un solo grado de libertad dispuestos ortogonalmente y señales de velocidad angular derivadas de giroscopios de velocidad; en casos específicos, los acelerómetros de control pueden generar comandos de control de actitud adicionales.
El Saturno V es un buen objeto de estudio; mucha información al respecto está disponible en las páginas web de la NASA debido a su importancia histórica, aunque la práctica moderna puede ser diferente.
usuario39728
russell borogove
Mármol Orgánico