CN111089516B - 一种固体运载火箭级间分离方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体运载火箭级间分离方法、装置及设备，其中，固体运载火箭级间分离方法包括：获取发动机耗尽后的耗尽时刻；判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度；若当前时刻距离耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内固体运载火箭的轴向过载平均值；若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。该固体运载火箭级间分离方法保证了固体运载火箭级间分离与其工作时间的一致性以及对级间分离状态判别的准确性，提高了固体运载火箭飞行任务的可靠性。

Description

一种固体运载火箭级间分离方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及运载火箭制导控制技术领域，具体涉及一种固体运载火箭级间分离方法、装置及设备。

背景技术

随着航天宇航技术的飞速发展，运载火箭等空间飞行器需要完成诸如机动发射、卫星变轨设计、空间站对接与星际航行轨迹设计等复杂任务。因此，其运载能力则起着至关重要的作用。固体火箭发动机采用固态物质(能源和工质)作为推进剂，固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，产生高温高压的燃气，即把化学能转化为热能；燃气经喷管膨胀加速，热能转化为动能，以极高的速度从喷管排出，从而产生推力推动火箭飞行。固体火箭是利用固体火箭发动机作动力装置的火箭，固体发动机具有比冲大、维修检查方便等突出优点,从而被广泛使用，当固体发动机耗尽后，多级火箭进行级间分离，抛弃推进剂耗尽级。

目前的固体运载火箭的级间分离一般采用固定时间分离的方法，即从发动机点火开始，经过固定的时间后进行火箭级间分离，然而由于固体运载火箭工作时间的一致性较差，使用固定时间进行级间分离的方法往往在发动机耗尽后会预留较长的滑行时间以减小发动机工作时间增加或者发动机后效增加带来的风险，这样就降低了运载火箭的运载能力。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决固体运载火箭工作时间一致性较差的情况下，采用固定时间进行级间分离导致火箭的运载能力降低的问题，从而提供一种固体运载火箭级间分离方法、装置及设备。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种固体运载火箭级间分离方法，包括：S1、获取发动机耗尽后的耗尽时刻；S2、判断当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度；S3、若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值；S4、若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。

结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述方法还包括：S5、若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，执行S2-S5。

结合第一方面，在第一方面的第二实施方式中，所述方法还包括：判断当前时刻与所述耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度；若当前时刻与所述耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。

结合第一方面，在第一方面的第三实施方式中，所述方法还包括：判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度；若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。

结合第一方面，在第一方面的第四实施方式中，所述若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值，包括：获取前N个周期内的轴向过载值，N值为4-6；根据所述前N个周期内的轴向过载值，确定所述当前计算周期内的轴向过载平均值。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种固体运载火箭级间分离装置，包括：获取模块，用于获取发动机耗尽后的耗尽时刻；第一判断模块，用于判断当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度；计算模块，用于若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值；第一发出信号模块，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。

结合第二方面，在第二方面的第一实施方式中，所述装置还包括：循环模块，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，返回第一判断模块继续执行。

结合第二方面，在第二方面的第二实施方式中，所述装置还包括：第二判断模块，用于判断当前时刻与所述耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度；第二发出信号模块，用于若当前时刻与所述耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。

结合第二方面，在第二方面的第三实施方式中，所述装置还包括：第三判断模块，用于判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度；第三发出信号模块，用于若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。

结合第二方面，在第二方面的第四实施方式中，所述计算模块，包括：获取子模块，用于获取前N个周期内的轴向过载平均值，N值为4-6；确定子模块，用于根据所述前N个周期内的轴向过载平均值，确定所述当前计算周期内的轴向过载平均值。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种固体运载火箭级间分离设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的固体运载火箭级间分离方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种可读存取介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行实现第一方面或第一方面任一实施方式中所述的固体运载火箭级间分离方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的固体运载火箭级间分离方法、装置及设备，通过获取发动机耗尽后的耗尽时刻，判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度，若超出第一预设时间长度，则计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值，若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。增加第二预设时间长度和第三预设时间长度作为时间备保分离条件，形成多种条件复合判定的级间分离方法，通过使用预设时间长度和轴向过载平均值判断是否发出级间分离信息，克服了在固体运载火箭工作时间一致性较差的情况下，采用固定时间进行级间分离导致火箭的运载能力降低这一问题，保证了对级间分离状态判别的准确性，提高了固体运载火箭飞行任务的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离装置的框图；

图5是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离装置的框图；

图6是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离装置的框图；

图7是本发明实施例提供的固体运载火箭级间分离设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种固体运载火箭级间分离方法，可用于判别固体运载火箭是否进行级间分离。本申请实施例中以固体运载火箭进行级间分离为例进行说明，如图1所示，该固体运载火箭级间分离方法，包括：

S11，获取发动机耗尽后的耗尽时刻。

示例性地，当发动机耗尽后，可以由固体运载火箭的飞行控制算法对该耗尽时刻进行判断，本申请实施例对获取发动机耗尽时刻使用的飞行控制算法不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用需要确定。

S12，判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度。

示例性地，此时间差为当前时刻与发动机耗尽后的耗尽时刻之间的差值。比如，记录到当前时刻所处时间为T0，发动机耗尽后的耗尽时刻的时间为T1，则时间差T＝T0-T1。通过计算该时间差，判断该时间差与第一预设时间长度之间的关系。第一预设时间长度可以为2秒，可以为5秒，第一预设时间长度可以根据发动机耗尽时刻进行设定，本申请实施例中对第一预设时间长度的设定不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用的发动机性能和参数进行确定。若当前时刻距离耗尽时刻的时间差超过第一预设时间长度，则根据轴向过载平均值判断是否发出级间分离信号。

S13，若当前时刻距离耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内固体运载火箭的轴向过载平均值。

示例性地，若当前时刻所处时间为T0，发动机耗尽后的耗尽时刻的时间为T1，则时间差T＝T0-T1，假设第一预设时间长度为t1，若T>t1，则计算当前计算周期的固体运载火箭的轴向过载平均值，计算周期可以为1ms，也可以为5ms，本申请实施例对计算周期不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用需要确定。轴向过载值为火箭轴向加速度与海平面重力加速度的比值，处于同一纬度的海平面重力加速度为一定值，则轴向过载值可以对应轴向的加速度。轴向过载平均值是根据前一个或多个计算周期内的轴向过载值的平均值计算得到，当前计算周期的固体运载火箭的轴向过载平均值根据当前计算周期之前一个或多个计算周期的轴向过载值确定。

S14，若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。

示例性地，对轴向过载平均值的具体说明参见本实施例步骤S3对应部分的描述，本申请实施方式在此不再赘述。当轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值时，可以认为固体运载火箭轴向加速度趋近于无，即轴向推力趋近于无，可以判定发动机耗尽进行级间分离，发出级间分离信号。比如，设置分离过载阈值为Y，确定的轴向过载平均值为P，若P<Y，则发出级间分离信号。该预设级间分离过载阈值为轴向最大过载值的3％-6％，轴向最大过载值的确定方法如下：比较当前计算周期内的轴向过载平均值与当前轴向最大过载值；当前计算周期内的轴向过载平均值大于当前轴向最大过载值时，更新当前轴向最大过载值为当前计算周期内的轴向过载平均值。通过该方式，在每个计算周期内对轴向最大过载值不断更新。

本发明提供的固体运载火箭级间分离方法，通过获取发动机耗尽后的耗尽时刻，判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度，若超出第一预设时间长度，则计算当前计算周期内轴向过载平均值，判断当前计算周期内的轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值，若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。轴向过载值对应轴向加速度，通过比较轴向过载平均值与级间分离过载阈值之间的关系，可以判断固体运载火箭轴向是否仍存在推力提供的加速度，而该推力由发动机提供，即轴向过载值与固体运载火箭的发动机工作时间具有一致性。通过轴向过载平均值这一参数判断是否发出级间分离信号，避免了因固体火箭工作时间一致性较差，采用固定时间分离策略在发动机耗尽后预留较长的滑行时间而导致发动机工作时间增加或者发动机后效变长带来的风险，解决了固体运载火箭的运载能力降低的问题，保证了级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，如图2所示，该方法还包括：

S15，若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，执行S12-S15。

示例性地，对轴向过载平均值的具体说明参见本实施例步骤S13对应部分的描述，本申请实施方式在此不再赘述。当轴向过载平均值不小于预设阈值时，即轴向仍存在推力提供的加速度，目前不需要进行级间分离，则在下一个计算周期内，返回步骤S12-S15继续执行，直至当前时刻距离耗尽时刻的时间差未超出第一预设时间长度且当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。比如，设置分离过载阈值为Y，确定的轴向过载平均值为P，若P<Y，则发出级间分离信号；若P>Y，则可以断定固体运载火箭发动机仍未耗尽，暂时不需要进行级间分离，则在下一个计算周期继续判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度，若未超出第一预设时间长度，则计算当前计算周期内固体运载火箭的轴向过载平均值P1，比较P1与Y，若P<Y，则发出级间分离信号，若P>Y，则下一个计算周期继续循环以上步骤。

当前时刻距离耗尽时刻的时间差超过该第一预设时间的长度，认定发动机将处于耗尽状态，此时可以根据轴向过载平均值判断是否发出级间分离信号，而轴向过载值为火箭轴向加速度与海平面重力加速度的比值，处于同一纬度的海平面重力加速度为一定值，则轴向过载值可以对应轴向的加速度。通过在计算周期内反复比较轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值之间的关系，判断是否发出级间分离信号，保证了固体运载火箭发出级间分离信号与发动机工作时间的一致性，保证了级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，为了避免一直未能满足轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值之间的关系，一直未发出级间分离信号的问题，所述方法还可以进一步包括：

首先，判断当前时刻与耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度。

示例性地，对时间差的计算方法和第一预设时间长度的具体说明参见本实施例上述实施方式对应部分的描述，本申请实施方式在此不再赘述。若当前时刻与耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，未超出第二预设时间长度，则在计算周期内反复比较轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值之间的关系，判断是否发出级间分离信号，若一直无法满足发出级间分离信号的条件，则判断当前时刻与耗尽时刻的时间差是否超过第二预设时间长度。第二预设时间长度大于第一预设时间长度，第二预设时间长度与第一预设时间长度之间的间隔可以根据发动机耗尽时刻设定，本申请实施例对第二预设时间长度不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用的发动机的性能和参数进行设定。若当前时刻与耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，未超出第二预设时间长度，且一直未进行级间分离，则继续判断当前时刻与耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度。比如，当前时刻所处时间为T0，发动机耗尽后的耗尽时刻的时间为T1，第一预设时间长度为t1，第二预设时间长度为t2，时间差T＝T0-T1，若T>t1，T<t2时一直未发出级间分离信号，则继续判断该时间差T与第二预设时间长度t2之间的关系。

其次，若当前时刻与耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。

示例性地，对时间差的计算方法和第二预设时间长度的具体说明参见本实施例上述实施方式对应部分的描述，本申请实施方式在此不再赘述。若当前时刻与耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，未超出第二预设时间长度，且一直未进行级间分离，则判断该时间差是否超过第二预设时间长度，当该时间差超过第二预设时间长度，可以判定发动机耗尽，可以进行级间分离，发出级间分离信号。比如，当前时刻所处时间为T0，发动机耗尽后的耗尽时刻的时间为T1，第一预设时间长度为t1，第二预设时间长度为t2，时间差T＝T0-T1，若T>t1，T<t2时一直未发出级间分离信号，则继续判断时间差T与第二预设时间长度t2的关系，若T>t2则发出级间分离信号。

作为本申请另一个可选实施方式，为了避免当前时刻与耗尽时刻的时间差的计算出现问题导致不能及时分离，所述方法还可以进一步包括：

首先，判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度。

示例性地，设置第三预设时间长度，第三预设时间长度大于第二预设时间长度，第三预设时间长度是相对发动机点火时刻的时间，本申请实施例对第三预设时间长度不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用的发动机的性能和参数进行设定。为了保证固体运载火箭能够及时进行级间分离，判断当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差是否超过第三预设时间长度，比如，当前时刻所处时间为T0，发动机点火后的时间为T2，第三预设时间长度为t3，此时当前时刻与发动机点火时刻的时间差Tt＝T0–T2，判断该时间差Tt与第三预设时间长度t3之间的关系。

其次，若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。

示例性地，对第三预设时间长度的具体说明参见本实施例上述实施方式对应部分的描述，本申请实施方式在此不再赘述。比较当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差与第三预设时间长度之间的关系，且第三预设时间长度大于第二预设时间长度，若当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差超过第三预设时间长度，则可以判定发动机耗尽，可以进行级间分离，发出级间分离信号。此时，由于第三预设时间长度为最长的预设时间长度，不论当前时刻距离耗尽时刻之间的时间差与第一预设时间长度或第二预设时间长度之间的关系是否满足级间分离信号发出的条件，只要当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差超过第三预设时间长度，则发出级间分离信号。比如，当前时刻所处时间为T0，发动机耗尽后的耗尽时刻的时间为T1，发动机点火后的时间为T2，第一预设时间长度为t1，第二预设时间长度为t2，第三预设时间长度为t3，时间差T＝T0-T1，时间差Tt＝T0–T2，若T>t1，T<t2时一直未发出级间分离信号，则继续判断时间差T与第二预设时间长度t2的关系，当T>t2时进行级间分离。若T>t2时，未发出级间分离信号或者固体运载火箭系统未接收到发出的级间分离信号，则当Tt>t3时，不论T、t1与t2之间的关系是否满足级间分离信号发出的条件，均发出级间分离信号。

在固体运载火箭工作时间一致性较差的情况下，在当前时刻距离耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，未超出第二预设时间长度时，使用轴向过载平均值作为判定级间分离的依据，若到达第二预设时间长度时，轴向过载平均值仍无法满足发出级间分离信号的条件，为了保证固体运载火箭能够在发动机耗尽后及时进行级间分离，当前时刻与发动机耗尽时刻之间的时间差超过第二预设时间长度时，发出级间分离信号。同时添加第三预设时间长度作为判断级间分离的备保条件，若当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差超过第三预设时间长度，即发出级间分离信号，进一步保证了固体运载火箭能够及时进行级间分离。通过使用第二预设时间长度和第三预设时间长度作为判定级间分离的备保条件，进一步保证了固体运载火箭进行级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，如图3所示，步骤S13包括：

S131，获取前N个周期内的轴向过载值，N值为4-6。

示例性地，获取当前计算周期内的轴向过载平均值之前，需要根据前N个计算周期内的轴向过载值计算得到，根据经验值选择，N值为5。当N值为5时，分别获取前5个计算周期内的轴向过载值，该轴向过载值可以通过加速度计测量得到，本申请实施例对计算周期内的轴向过载值的获取方式不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用需要确定。

S132，根据前N个周期内的轴向过载值，确定当前计算周期内的轴向过载平均值。

示例性地，根据前N个计算周期内的轴向过载值，计算得到当前计算周期内的轴向过载平均值。计算公式如下：

其中，

表示当前计算周期内的轴向过载平均值；

表示第k-i个计算周期的轴向过载测量值，i的取值范围为0～n-1，n表示当前计算周期之前的计算周期个数，其取值范围为4～6，k表示第k个当前计算周期。以n＝5为例，则需要获取当前计算周期前5个计算周期内轴向过载测量值，若当前计算周期为第7个计算周期，则当前计算周期内的轴向过载平均值

为：

其中，

分别为前5个计算周期内轴向过载测量值。若当前计算周期为第3个计算周期，则当前计算周期内的轴向过载平均值

为：

根据获取的前N个计算周期的轴向过载值计算当前计算周期内的轴向过载平均值，使用轴向过载平均值作为判别依据可以保证级间分离信号发出与发动机工作时间保持一致性，提高了级间分离信号发出的可靠性。

实施例2

本实施例提供了一种固体运载火箭级间分离装置，可用于判别固体运载火箭是否进行级间分离，如图4所示，该固体运载火箭级间分离装置，包括：

获取模块21，用于获取发动机耗尽后的耗尽时刻。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S11相关的描述，在此不再赘述。

第一判断模块22，用于判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S12相关的描述，在此不再赘述。

计算模块23，用于若当前时刻距离耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内固体运载火箭的轴向过载平均值。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S13相关的描述，在此不再赘述。

第一发出信号模块24，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S14相关的描述，在此不再赘述。

本发明提供的固体运载火箭级间分离装置，通过获取模块获取发动机耗尽后的耗尽时刻，由第一判断模块判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度，若超出第一预设时间长度，则由计算模块计算当前计算周期内轴向过载平均值，判断当前计算周期内的轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值，若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，再由第一发出信号模块发出级间分离信号。轴向过载值对应轴向加速度，通过比较轴向过载平均值与级间分离过载阈值之间的关系，可以判断固体运载火箭轴向是否仍存在推力提供的加速度，而该推力由发动机提供，即轴向过载值与固体运载火箭的发动机工作时间具有一致性。通过轴向过载平均值这一参数判断是否发出级间分离信号，避免了因固体火箭工作时间一致性较差，采用固定时间分离策略在发动机耗尽后预留较长的滑行时间而导致发动机工作时间增加或者发动机后效变长带来的风险，解决了固体运载火箭的运载能力降低的问题，保证了级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，如图5所示，该装置还包括：

循环模块25，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，返回第一判断模块继续执行。详细内容参见上述方法实施例所述与步骤S15相关的描述，在此不再赘述。

当前时刻距离耗尽时刻的未超过该第一预设时间的长度，说明发动机处于未耗尽状态，在轴向仍存在发动机的推力给予的加速度，而轴向过载值为火箭轴向加速度与海平面重力加速度的比值，处于同一纬度的海平面重力加速度为一定值，则轴向过载值可以对应轴向的加速度，此时可以根据轴向过载平均值判断是否发出级间分离信号。通过循环模块在计算周期内反复比较轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值之间的关系，判断是否发出级间分离信号，保证了固体运载火箭发出级间分离信号与发动机工作时间的一致性，保证了级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，该装置还包括：

第二判断模块，用于判断当前时刻与耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度。详细内容参见上述方法实施例中与此相关的描述，在此不再赘述。

第二发出信号模块，用于若当前时刻与耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。详细内容参见上述方法实施例中与此相关的描述，在此不再赘述。

作为本申请一个可选实施方式，该装置还包括：

第三判断模块，用于判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度。详细内容参见上述方法实施例中与此相关的描述，在此不再赘述。

第三发出信号模块，用于若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。详细内容参见上述方法实施例中与此相关的描述，在此不再赘述。

在固体运载火箭工作时间一致性较差的情况下，若当前时刻距离耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，未超出第二预设时间长度时，使用轴向过载平均值作为判定级间分离的依据，若当前时刻距离耗尽时刻的时间差到达第二预设时间长度时，轴向过载平均值仍无法满足发出级间分离信号的条件，为了保证固体运载火箭能够在发动机耗尽后及时进行级间分离，由第二判断模块判断当前时刻与发动机耗尽时刻之间的时间差与第二预设时间长度的关系，当前时刻与发动机耗尽时刻之间的时间差超过第二预设时间长度时，由第二发出信号模块发出级间分离信号。同时添加第三预设时间长度作为判断级间分离的备保条件，通过第三判断模块判断当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差与第三预设时间长度的关系，当前时刻与发动机点火时刻之间的时间差超过第三预设时间长度时，即发出级间分离信号。将第二预设时间长度和第三预设时间长度作为判定级间分离的备保条件，进一步保证了固体运载火箭级间分离的可靠性与准确性。

作为本申请一个可选实施方式，如图6所示，计算模块23包括：

获取子模块231，用于获取前N个周期内的轴向过载平均值，N值为4-6。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S131相关的描述，在此不再赘述。

确定子模块232，用于根据前N个周期内的轴向过载平均值，确定当前计算周期内的轴向过载平均值。详细内容参见上述方法实施例所述的与步骤S132相关的描述，在此不再赘述。

根据获取子模块获取前N个计算周期的轴向过载值，继而由确定子模块计算确定当前计算周期内的轴向过载平均值，使用轴向过载平均值作为判别依据可以保证级间分离信号发出与发动机工作时间保持一致性，提高了级间分离信号发出的可靠性。

实施例3

本发明实施例还提供了一种固体运载火箭级间分离设备，如图7所示，该固体运载火箭级间分离设备包括处理器31和存储器32，其中处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

处理器31可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器31还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、嵌入式神经网络处理器(Neural-network ProcessingUnit，NPU)或者其他专用的深度学习协处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器32作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的固体运载火箭级间分离方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的获取模块21、第一判断模块22、计算模块23和第一发出信号模块24)。处理器31通过运行存储在存储器32中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的固体运载火箭级间分离方法。

存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器31所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器31。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中，当被所述处理器31执行时，执行如图1-图3所示实施例中的固体运载火箭级间分离方法。

本申请实施例提供的固体运载火箭级间分离设备，通过获取发动机耗尽后的耗尽时刻，判断当前时刻距离耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度，若超出第一预设时间长度，则计算当前计算周期内轴向过载平均值，判断当前计算周期内的轴向过载平均值与预设级间分离过载阈值，若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号。轴向过载值对应轴向加速度，通过比较轴向过载平均值与级间分离过载阈值可以判断固体运载火箭轴向是否仍存在推力提供的加速度，而该推力由发动机提供，即轴向过载值与固体运载火箭的发动机工作时间具有一致性，同时增加第二预设时间长度和第三预设时间长度作为时间备保分离条件，形成多种条件复合判定的级间分离方法。此方法通过轴向过载平均值和预设时间长度判断是否发出级间分离信号，避免了因固体火箭工作时间一致性较差，采用固定时间分离策略在发动机耗尽后预留较长的滑行时间而导致发动机工作时间增加或者发动机后效变长带来的风险，解决了固体运载火箭的运载能力降低的问题，且保证了级间分离的可靠性与准确性。

上述固体运载火箭级间分离设备具体细节可以对应参阅图1至图6所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种固体运载火箭级间分离方法，其特征在于，包括：

S1、获取发动机耗尽后的耗尽时刻；

S2、判断当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度；

S3、若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值；

S4、若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号；

所述固体运载火箭级间分离方法，还包括：

判断当前时刻与所述耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度，所述第二预设时间长度大于所述第一预设时间长度；

若当前时刻与所述耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

S5、若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，执行S2-S5。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度，第三预设时间长度大于第二预设时间长度；

若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值，包括：

获取前N个周期内的轴向过载值，N值为4-6；

根据所述前N个周期内的轴向过载值，确定所述当前计算周期内的轴向过载平均值。

5.一种固体运载火箭级间分离装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取发动机耗尽后的耗尽时刻；

第一判断模块，用于判断当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差是否超出第一预设时间长度；

计算模块，用于若当前时刻距离所述耗尽时刻的时间差超出第一预设时间长度，计算当前计算周期内所述固体运载火箭的轴向过载平均值；

第一发出信号模块，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值小于预设级间分离过载阈值，发出级间分离信号；

所述固体运载火箭级间分离装置，还包括：

第二判断模块，用于判断当前时刻与所述耗尽时刻的时间差是否超出第二预设时间长度；

第二发出信号模块，用于若当前时刻与所述耗尽时刻的时间差超出第二预设时间长度，则发出级间分离信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

循环模块，用于若当前计算周期内的轴向过载平均值不小于预设级间分离过载阈值，则在下一个计算周期内，返回第一判断模块继续执行。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三判断模块，用于判断当前时刻与发动机点火时刻的时间差是否超出第三预设时间长度；

第三发出信号模块，用于若当前时刻与发动机点火时刻的时间差超出第三预设时间长度，则发出级间分离信号。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块，包括：

获取子模块，用于获取前N个周期内的轴向过载平均值，N值为4-6；

确定子模块，用于根据所述前N个周期内的轴向过载平均值，确定所述当前计算周期内的轴向过载平均值。

9.一种固体运载火箭级间分离设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-4中任一项所述的固体运载火箭级间分离方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-4中任一项所述的固体运载火箭级间分离方法。

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