火箭飛行試驗測量

火箭是無人駕駛飛行器，需要藉助遠距離測量方法來進行參數的遙測和軌道的跟蹤測量，以獲得它在飛行中的試驗數據和照片，用以監視或控制火箭飛行，並為分析故障、鑑定和改進火箭提供依據。

基本介紹

• 中文名：火箭飛行試驗測量
• 外文名：Rocket flight test measurement
• 拼音：huojianfenxingshiyanceliang
• 套用：火箭

參數遙測

在火箭飛行中需要遙測大量的參數，如液體運載火箭推進系統的壓力、轉速、流量、液位，控制系統的飛行程式時間、姿態角、速度、加速度、電流、電壓、脈衝、頻率，結構系統的應力、變形，安全系統的爆炸指令，還有振動、衝擊、溫度、過載、熱流、燒蝕、壓差等，通常一次飛行試驗測量多達數百個參數。這些參數按性質分為電量和非電量，按變化快慢分為緩變參數（頻帶小於10赫）和速變參數（10赫以上），按用途分為分析和評定火箭工作性能的參數、分析飛行故障的參數和檢測火箭上各部位環境條件的參數。在火箭研製中對所要測量的參數的性質、變化範圍、精度要求、所用測量設備和波道安排等以遙測大綱的形式加以規定。一般是將這些物理量轉變為電信號，用無線電多路通信方式傳輸到地面，在起飛段有時將部分參數用拖線傳輸下來。遙測設備包括裝在火箭上的感測器、變換器、無線電發射設備和地面的接收、記錄、顯示和數據處理設備（見遙測技術）。一般還用磁記錄器記錄一些速變參數，在火箭著地以前將磁帶盒拋出用降落傘回收，或用保護囊隨飛行器著地後回收。
火箭飛行中的一些因素給遙測帶來極為不利的影響。發動機噴焰電漿引起無線電波傳播的衰減（衰減量可高達40分貝），影響信號的傳送。高速再入體進入大氣層的一段時間內會形成黑障區，使遙測信號中斷（見再入測量）。此外，飛行器大角度地改變姿態會引起波束方向較大的變化,有時使地面接收信號的強度變弱,甚至無法接收。解決這些問題的措施是：加大發射機功率，提高載波頻率,用存貯器延時重發或記憶重發,設計良好的發射和接收天線，合理布置地面站並組成陸、海、空立體測量網等。
現代的遙測系統已能同時測量並以數兆比特每秒的速率傳輸數千個參數，測量精度達到千分之幾，傳輸距離達到幾十億公里。

軌道測量

對運動中的火箭進行不間斷的觀測，測量它的運動參數,又稱外彈道測量（簡稱外測,見航天測控系統）。運動參數是指在任一坐標系中表示火箭運動規律的各個瞬時量值，如坐標量或速度矢量的分量。一般選擇便於表示軌道的坐標系。運動參數根據測量設備直接測出的參量經處理而得到。這些參量有距離、距離和、距離差、方向餘弦、俯仰角、方位角等，以及它們隨時間的變化率。運載火箭通常選用以發射點為原點的地球坐標系，又稱發射坐標系，它的運動參數就是火箭在這一坐標系內運動的瞬時坐標和瞬時速度在 3個方向上的分量。為了測量火箭的軌道，通常使用在光波段和無線電波段工作的設備（見光學跟蹤測量系統、無線電跟蹤測量系統），近距離也可以使用其他原理（如聲學、放射性同位素、重力測量）的設備測量。
軌道測量同樣受到發動機噴焰電漿的影響，可採用與遙測類似的方法解決。在火箭飛行試驗中，按外測大綱的規定實施軌道的跟蹤測量。多彈頭的出現和制導精度的提高，對外測的要求也相應提高。70年代的測速精度已達到0.01米/秒，測位置精度約為10米,並能跟蹤測量多個目標的運動參數。
各類參數的時間統一十分重要，利用電子計算機和相應的軟體能將遙測、外測所獲得的信息加以貯存、整理和計算，加工成為可供使用的數據（見時間統一系統、彈道數據處理）。