Успешное испытание ракеты с системой управления

22 августа 2016

В субботу 20 августа дозвуковой «летающий стенд» совершил очередной полет с целью отработки одного из вариантов системы управления — на базе Arduino.


Конструкция ракеты осталась прежней, ключевые изменения были внесены в алгоритмы системы управления — уменьшено количество вычислений, повышена точность установки сервомоторов и изменены коэффициенты в законе управления.

Подготовка к запуску и сам запуск велись под проливным дождем. Несмотря на плохие погодные условия, испытания прошли успешно! Наш «летающий стенд» оказался всепогодным.

Ракета стартует на двух двигателях РД1-300М, а спустя две секунды зажигается вторая пара РДТТ, которая сообщает ракете дополнительную скорость. На приведенном графике ускорений ясно просматриваются два характерных участка зеленого цвета — сила тяги вдоль продольной оси ракеты при запуске каждой пары двигателей. В момент времени T+10 происходит выброс парашюта и ракета начинает снижаться. Спускающаяся на парашюте ракета уже не может полноценно управляться с помощью решетчатых рулей и легко поддается потокам ветра, что можно наблюдать по расходящимся ускорениям и угловым скоростям.

Максимальная скорость составила 106 м/с, а высота полета — 550 метров.

С момента запуска ракета успешно стабилизировалась по каналам тангажа (желтый) и рысканья (красный), однако по каналу крена (зеленый) начались колебания, которые достигли своего пика на четвертой секунде, после чего системе управления удалось их парировать, и до апогея траектории ракета летела, сохраняя правильную ориентацию.

Процесс управления не нарушался и просматривается во всех каналах — наблюдаются низкочастотные колебания относительно требуемого положения равновесия.

Если дополнительно рассмотреть график скоростного напора (серая линия), то можно видеть, что колебания по крену возникают в момент максимальной скорости. Чтобы этого избежать, необходимо будет скорректировать коэффициенты закона управления для данного скоростного режима.

За исключением этого момента на видео наблюдается стабильный полет без существенного вращения по каналам тангажа, крена и рысканья, что является хорошим результатом и говорит о правильности применяемых доработок в систему управления.

Впервые было реализовано получение телеметрии в полете по Wi-Fi каналу. Для приема с большого расстояния использовалась антенна Бестер Полярис 2400.

Полученные данные в совокупности позволяют сказать, что на данный момент это самый успешный полет стенда!

Парашют успешно вышел и ракета мягко приземлилась.

Полученные данные будут проанализированы дополнительно и использованы для разработки и первых тестов СУ с программой тангажа, а также найдут применение в ближайших тестах сверхзвуковой ракеты.