中国空间科学技术

›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (3): 85-94.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0033

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尚逸帆，康志宇，张庆展，杨东春

尚逸帆1, 康志宇1,*, 张庆展1, 杨东春2   

  1. 1上海宇航系统工程研究所，上海201109
    2上海航天技术研究院，上海201109
  • 收稿日期:2015-09-22 修回日期:2015-11-11 出版日期:2016-06-25 发布日期:2016-02-24
  • 作者简介:尚逸帆（1990-），男，硕士研究生，shangyifan123@163.com *康志宇（1976-），男，研究员，kzyhunt@263.net，主要研究方向为航天器总体设计、飞行动力学与控制
  • 基金资助:

    上海市科学技术委员会资助项目

Redundantthrusterconfigurationdesignandcommandallocationalgorithmofmannedmaneuveringunit

 SHANG  Yi-Fan1, KANG  Zhi-Yu1,*, ZHANG  Qing-Zhan1,YANG  Dong-Chun2   

  1. 1AerospaceSystemEngineeringShanghai，Shanghai201109，China
    2ShanghaiAcademyofSpaceflightTechnology,Shanghai201109，China
  • Received:2015-09-22 Revised:2015-11-11 Published:2016-06-25 Online:2016-02-24

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摘要： 美国和苏联现有的舱外载人机动装置（MannedManeuveringUnit，MMU）推进系统设计均采用两套独立系统互为备份的方式，主系统故障后可以启动备用系统，但备用系统故障则无应对方案，因此制约航天员的安全性和舱外活动能力。文章在常规主备份推进模式基础上提出了应急推进模式，备份推进器发生故障后，根据失效发动机组相对位置关系采用不同应急策略，剩余有效推进器通过联合控制的方式保证航天员六自由度控制。经过可行性分析和仿真计算，证明了应急模式下MMU推进能力有一定降低，但能够为航天员返回提供动力，应急推进模式具有可行性。

关键词: 舱外载人机动装置, 推进器布局, 冗余设计, 推进器故障, 控制分配算法

Abstract: MannedmaneuveringunitsmadebyAmericanandtheSovietUnionbothusetwosetsofindependentpropulsionsystems,whicharebackupforeachother.Thebackuppropulsionsystemcantaketheplaceofthefailurepropulsionsystem,buttherearenofurthersafeguardsforthebackupsystem.Thetraditionalschemerestrictsthesafetyandextravehicularability.Basedontheconventionalpropulsionmodeanemergencypropulsionmodewasproposed.Differentstrategieswerecarriedoutaccordingtothepositionalrelationshipofthefailuredthrusters.Theremainingeffectivethrusterstoensurethe6-DOFcontrolwerecombined.Calculationandsimulationresultsindicatethat,theemergencypropulsioncancompletethetaskofextravehicularactivitieswithreductionofpropulsion,andtheschemeisfeasible.

Key words: mannedmaneuveringunit, configurationofthethrusters, redundantdesign, thrusterfault, commandallocationalgorithm