Устройство управления для ракеты

Траектория полета двухступенчатой ракеты (1) периодически прогнозируется в течение полета, и прогнозируемая точка падения, когда блок (11) первой ступени ракеты или обтекатель (15) отделяется и отбрасывается от второй ступени (13) ракеты, периодически прогнозируется в каждой промежуточной запланированной точке на прогнозируемой траектории полета. До тех пор, пока существует промежуточная запланированная точка, такая, что обе прогнозируемые точки падения блока (11) первой ступени ракеты или обтекателя (15) находятся в пределах безопасной области, процесс периодически выполняется для того, чтобы назначить промежуточную запланированную точку, наиболее удаленную от места запуска двухступенчатой ракеты (1) в качестве точки отделения-и-отбрасывания блока (11) первой ступени ракеты, и когда двухступенчатая ракета (1) достигает этой точки отделения-и-отбрасывания, блок (11) первой ступени ракеты или обтекатель (15) отделяется и отбрасывается. Обеспечивается возможность сбросить отбрасываемый объект, такой как отбрасываемый блок n-ой ступени ракеты или одноступенчатая ракета, двигатель которой выключился, таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области во время расходования как можно большего объема переносимого топлива для того, чтобы расширить возможность запуска. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее раскрытие относится к устройству управления для ракеты.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Например, в многоступенчатой ракете для использования в запуске полезной нагрузки, такой как спутник, двигатель n-ой ступени ракеты включается следом за выключением ракетного двигателя (n-1)-ой ступени и (n-1)-ая ступень ракеты отделяется и отбрасывается от n-ой ступени ракеты.

[0003] (n-1)-ая ступень ракеты, которая отделяется и отбрасывается, может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области, на значительном расстоянии от суши на земле или от моря вблизи суши. Соответственно, в событии запуска многоступенчатой ракеты двигатели второй ступени ракеты и последующих могут запускаться в установленное время, т.е. отделять и отбрасывать предыдущий блок ракеты в установленное время.

[0004] В качестве технологии, относящейся к этому, существует предложение для отделения и отбрасывания отбрасываемого объекта от летящего объекта в тот момент, когда горизонтальная дальность полета от точки старта летящего объекта, которая рассчитывается из ускорения летящего объекта, превышает расстояние известной точки отделения/отбрасывания от точки старта, причем точка отделения/отбрасывания является подходящей для сбрасывания отброшенного объекта таким образом, чтобы упасть в пределах подобной безопасной области (например, Патентный документ 1).

ДОКУМЕНТ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0005] Патентный документ 1: JP H06-344994 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РЕШЕНЫ

[0006] В частности, принимая во внимание различие погодных условий и подобное этому во время запуска, ракета может заправляться топливом в количестве немного большим, чем стандартное количество, за счет добавления к нему запаса. Исходя из вышеизложенного, когда ракета отделяется и отбрасывается в подобной предварительно определенной точке, как в общепринятом предложении, ракета иногда отделяется и отбрасывается в состоянии, при котором топливо в количестве запаса остается в ней.

[0007] Ракета может заправляться топливом, количество которого является надлежащим в результате расходования топлива ракетным двигателем, в терминах расширения возможности запуска ракеты за счет увеличения дальности полета в соответствии с заправленным количеством топлива. Другими словами, наиболее подходящим является то, чтобы заправленное в ракету топливо израсходовалось насколько возможно полностью. С точки зрения терминов расширения возможности запуска ракеты ракета может не отделяться или не отбрасываться в подобной предварительно определенной точке, как в общепринятом предложении.

[0008] Кроме того, также в одноступенчатой ракете, в которой n-ая ракета не отделяется и не отбрасывается, ракетный двигатель может выключаться после того, как заправленное топливо израсходуется без потерь, и ракета может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области, для того чтобы расширить возможность запуска ракеты.

[0009] Настоящее раскрытие было сделано с учетом описанных выше обстоятельств. Целью настоящего раскрытия является обеспечение устройства управления для ракеты, которая может сбрасывать отброшенный объект, подобный отброшенному n-ому блоку ракеты и одноступенчатой ракете, двигатель которого уже является выключенным, в безопасную область, вместе с тем расширяя возможность запуска за счет расходования заправленного топлива как можно в большем объеме.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

[0010] Для того чтобы достичь описанную выше цель, устройство управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в п.1 формулы изобретения, представляет собой устройство управления для ракеты, выключающее ракетный двигатель в течение полета ракеты и отбрасывающее отбрасываемый объект, причем устройство управления отличается тем, что включает в себя: процессор для прогнозирования траектории полета, который периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, причем ракета вдоль нее летит в дальнейшем на остаточном топливе, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета ракеты; процессор для прогнозирования точки падения, который периодически прогнозирует вычисленные точки падения отбрасываемого объекта в случае выключения ракетного двигателя в соответствующих запланированных промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета ракеты; и контроллер выключения двигателя, который выключает ракетный двигатель и отбрасывает отбрасываемый объект в случае, когда полетное положение ракеты совпадает с запланированной промежуточной точкой, являющейся самой отдаленной от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка также находится там, где предполагается падение отброшенного объекта, отброшенного в запланированной промежуточной точке, в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в последнем цикле.

[0011] Кроме того, для того чтобы достичь описанной выше цели, устройство управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в п.2 формулы изобретения, представляет собой устройство управления для ракеты, выключающее ракетный двигатель в течение полета ракеты и отбрасывающее отбрасываемый объект, причем устройство управления отличается тем, что включает в себя: процессор для прогнозирования траектории полета, который периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, причем ракета вдоль нее летит в дальнейшем на остаточном топливе, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета ракеты; процессор для прогнозирования точек падения, который периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения отброшенного объекта в случае выключения ракетного двигателя в соответствующих запланированных промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета ракеты; и контроллер выключения двигателя, в случае, когда рассчитывается то, что ни одна из прогнозируемых точек падения отброшенного объекта, спрогнозированных для соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в следующем цикле, от изменения, по меньшей мере, одной из прогнозируемых траекторий полета ракеты и прогнозируемой точки падения отброшенного объекта между двумя непосредственно предшествующими циклами, продолжающимися друг за другом, не оказывается расположенной в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, для выключения ракетного двигателя и отбрасывания отбрасываемого объекта в наиболее отдаленной запланированной промежуточной точке от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка находится там, где прогнозируемая точка падения отброшенного объекта располагается в пределах безопасной области на топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в настоящее время, и прогнозируемая точка падения спрогнозирована таким образом, чтобы соответствовать каждой из запланированных промежуточных точек.

[0012] В соответствии с устройством управления для ракеты, соответствующим настоящему раскрытию, траектория (прогнозируемая траектория полета), вдоль которой прогнозируется полет ракеты на остаточном топливе во время полета запущенной ракеты, является прогнозируемой. Эта прогнозируемая траектория полета периодически прогнозируется и обновляется по последней информации. В дальнейшем, каждый раз, когда прогнозируется прогнозируемая траектория полета, соответствующие точки (прогнозируемые точки падения), на которые отброшенный объект прогнозируется для падения в случае, когда ракетный двигатель выключается на множестве соответствующих запланированных промежуточных точек, установленных на прогнозируемой траектории полета, являются прогнозируемыми. Прогнозируемые точки падения также периодически прогнозируются и обновляются по последней информации.

[0013] В дальнейшем, ракетный двигатель выключается и отбрасываемый объект отбрасывается, когда летящая ракета достигает запланированной промежуточной точки, наиболее отдаленной от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка также находится там, где отбрасываемый объект, отброшенный в запланированной промежуточной точке, также прогнозируется для падения в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета ракеты, которая прогнозировалась в прошлом цикле.

[0014] Кроме того, также в устройстве управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в п.2 формулы изобретения, одинаковым образом с устройством управления для ракеты, которое описывается в п.1 формулы изобретения, прогнозируемая траектория полета ракеты и прогнозируемые точки падения отброшенного объекта в случае, когда ракетный двигатель выключается на множестве соответствующих запланированных промежуточных точек, установленных на прогнозируемой траектории полета, периодически прогнозируются в течение полета запущенной ракеты и обновляются по последней информации.

[0015] В дальнейшем, если отброшенный объект не падает в пределах безопасной области топографических данных, когда ракетный двигатель выключается, и отбрасываемый объект отбрасывается в соответствующих промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета, которые прогнозируются в следующем цикле, тогда ракетный двигатель выключается, и отбрасываемый объект отбрасывается, когда летящая ракета достигает запланированной промежуточной точки, наиболее отдаленной от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка также находится там, где прогнозируется то, что в дальнейшем двигатель выключается, и отбрасываемый объект, отброшенный в запланированной промежуточной точке, падает в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на самой последней прогнозируемой траектории полета ракеты, которая прогнозируется в настоящее время.

[0016] В настоящем описании в качестве отброшенного объекта ракеты, например, упоминаются: обтекатель, отделенный и отброшенный в событии размещения полезной нагрузки в одноступенчатой ракете или многоступенчатой ракете; (n-1)-ая ступень ракеты, отделенной и отброшенной от n-ой ступени ракеты в многоступенчатой ракете; и последующие; сама одноступенчатая ракета.

[0017] Исходя из вышеизложенного, в соответствии с устройством управления для ракеты, соответствующим настоящему раскрытию, которое описывается в п.1 или п.2 формулы изобретения, например, даже если топливо, израсходованное ракетным двигателем для того, чтобы заставить лететь ракету вдоль определенной траектории полета, колеблется по величине из-за погодных условий и подобного этому, ракету заставляют лететь в наиболее отдаленную запланированную промежуточную точку, в которой отброшенный объект сбрасывается таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области топографических данных, и вслед за этим ракетный двигатель выключается, и отбрасываемый объект отбрасывается.

[0018] Вследствие этого, по мере увеличения дальности полета ракеты за счет расходования заправленного топлива как можно в большем объеме для того, чтобы посредством этого расширить ее возможность запуска, отброшенный объект может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области.

[0019] Кроме того, устройство управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в п.3 формулы изобретения, представляет собой устройство управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в одном из п.1 и п.2 формулы изобретения, отличающееся тем, что ракета представляет собой многоступенчатую ракету, отброшенный объект включает в себя, по меньшей мере, блок (n-1)-ой ступени ракеты, отделенный и отброшенный от n-ой ступени ракеты, процессор для прогнозирования траектории полета периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, вдоль которой многоступенчатая ракета летит в дальнейшем за счет силы тяги, формирующейся за счет ракетного двигателя (n-1)-ой ступени за счет использования остаточного топлива, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета многоступенчатой ракеты, и для соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета многоступенчатой ракеты процессор для прогнозирования точек падения периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения (n-1)-ой ступени ракеты в случае, когда ракетный двигатель (n-1)-ой ступени выключается, и блок (n-1)-ой ступени ракеты отделяется и отбрасывается от n-ой ступени ракеты.

[0020] В соответствии с устройством управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в п.3 формулы изобретения, в соответствии с устройством управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, которое описывается в одном из п.1 и 2 формулы изобретения, в случае, когда ракета представляет собой многоступенчатую ракету, отделение/отбрасывание (n-1)-ой ступени ракеты, в которой ракетный двигатель является выключенным, от n-ой ступени ракеты выполняется в запланированной промежуточной точке, которая является наиболее отдаленной от места запуска многоступенчатой ракеты и в которой отделенный и отброшенный блок (n-1)-ой ступени ракеты сбрасывается таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области.

[0021] Исходя из вышеизложенного, дальность полета многоступенчатой ракеты за счет силы тяги ракетного двигателя (n-1)-ой ступени может увеличиваться за счет расходования топлива (n-1)-ой ступени ракеты как можно в большем объеме, и блок (n-1)-ой ступени ракеты, отделенный и отброшенный от n-ой ступени ракеты, может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области.

ЭФФЕКТ

[0022] В соответствии с настоящим раскрытием, отброшенный объект, такой как отброшенный n-й блок ракеты и одноступенчатая ракета, двигатель которой уже является выключенным, может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области, тем самым расширяя возможность запуска за счет расходования заправленного топлива как можно в большем объеме.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] ФИГ.1 представляет собой частичный фронтальный разрез, показывающий схематичную конфигурацию второй ступени ракеты, на которой установлено устройство управления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ФИГ.2 представляет собой пояснительное изображение, показывающее номинальную траекторию полета двухступенчатой ракеты с ФИГ.1 и траекторию сбрасывания отделенного/отброшенного объекта от ракеты.

ФИГ.3 представляет собой пояснительное изображение, показывающее топографические данные диапазонов для спуска (области в диапазоне), включающие в себя предельные линии падения (множество ILL) для стран, которые сохраняются во внутренней памяти контроллера с ФИГ.1.

ФИГ.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процедуру процесса, выполняемую установленным компьютером с ФИГ.1.

ФИГ.5 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую пример специальной процедуры процесса определения выключения двигателя с ФИГ.4.

ФИГ.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую пример специальной процедуры процесса определения выключения двигателя с ФИГ.4, которая выполняется установленным компьютером двухступенчатой ракеты, на которой установлено устройство управления в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ФИГ.7 представляет собой частичный фронтальный разрез, показывающий схематичную конфигурацию одноступенчатой ракеты, на которой установлены устройства управления в соответствии с третьим вариантом осуществления и четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ФИГ.8 представляет собой пояснительное изображение, показывающее номинальную траекторию полета одноступенчатой ракеты с ФИГ.7 и траекторию сбрасывания блока ракеты.

ФИГ.9 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую процедуру процесса, выполняемую установленным компьютером с ФИГ.7.

ФИГ.10 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую пример специальной процедуры процесса определения выключения двигателя с ФИГ.9, которая выполняется установленным компьютером одноступенчатой ракеты, на которой установлено устройство управления в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ФИГ.11 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую пример специальной процедуры процесса определения выключения двигателя с ФИГ.9, которая выполняется установленным компьютером одноступенчатой ракеты, на которой установлено устройство управления в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0024] Ниже осуществляется описание вариантов осуществления устройства управления для ракеты в соответствии с настоящим раскрытием, при этом делается ссылка на чертежи. В нижеследующих вариантах осуществления осуществляется описание двухступенчатой ракеты в качестве примера ракеты.

[0025] ФИГ.1 представляет собой частичный фронтальный разрез, показывающий схематичную конфигурацию двухступенчатой ракеты, на которой установлено устройство управления в соответствии с первым вариантом осуществления. Двухступенчатая ракета 1 этого варианта осуществления, которая показана на ФИГ.1, включает в себя первую и вторую ступени 11 и 13 ракеты и обтекатель 15.

[0026] Первая и вторая ступени 11 и 13 ракеты включают в себя топливные баки 11a и 13a жидкого кислорода и жидкого водорода и ракетные двигатели 11b и 13b, которые используют жидкий кислород и жидкий водород в виде набора этих компонентов ракетного топлива соответственно. Следует отметить, что исключена иллюстрация твердотопливного ракетного ускорителя и вспомогательного двигателя, которые существуют для использования во время запуска двухступенчатой ракеты 1.

[0027] Вторая ступень 13 ракеты присоединяется к верхней части первой ступени 11 ракеты через механизм разделения (не показан). Когда ракетный двигатель 11b первой ступени выключается за счет фактически завершения использования компонентов ракетного топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) топливного бака 11a, блок 11 первой ступени ракеты отделяется от второй ступени 13 ракеты за счет механизма разделения и запускается ракетный двигатель 13b второй ступени.

[0028] Обтекатель 15 закрывает полезную нагрузку (не показана), присоединенную к верхней части второй ступени 13 ракеты через механизм разделения, и открывается наполовину с его верхнего конца в течение полета двухступенчатой ракеты 1 и отделяется и отбрасывается от двухступенчатой ракеты 13.

[0029] В некоторых случаях обтекатель 15 отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты перед тем, как блок 11 первой ступени ракеты отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты. Однако в этом варианте осуществления осуществляется описание случая, когда обтекатель 15 отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты после истечения определенного времени с того момента, как блок 11 первой ступени ракеты отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты, или после того, как первая ступень 11 ракеты продвинется вперед на определенное расстояние с того момента, как первая ступень 11 ракеты отделяется и отбрасывается.

[0030] Когда обтекатель 15 отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты, полезная нагрузка (не показана) внутри обтекателя 15 выходит наружу. Когда ракетный двигатель 13b второй ступени выключается за счет завершения использования компонентов ракетного топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) топливного бака 11a, полезная нагрузка отделяется от второй ступени 13 ракеты и выводится на спутниковую орбиту.

[0031] Зажигание и выключение ракетных двигателей 11b и 13b первой ступени и второй ступени и отделение блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 от второй ступени 13 ракеты управляются при помощи установленного компьютера (GCC: компьютер наведения и управления) 13c (соответствующего устройству управления для ракеты в формуле изобретения) в второй ступени 13 ракеты.

[0032] К установленному компьютеру 13c присоединяется IMU Инерциальный измерительный блок 13d, который рассчитывает скорость полета, полетное положение и ориентацию полета двухступенчатой ракеты 1 за счет использования гироскопических датчиков и датчиков ускорения. Установленный компьютер 13c управляет направлениями тяги и подобным этому ракетных двигателей 11b и 13b на основе скорости полета, полетного положение и ориентации полета, которые воспринимаются за счет IMU 13d, вследствие чего двухступенчатая ракета 1 может лететь по номинальной траектории полета, данные о которой сохраняются во внутренней памяти установленного компьютера 13c.

[0033] Кроме того, установленный компьютер 13c отслеживает количество топлива, остающееся в топливных баках 11a и 13a двухступенчатой ракеты 1, и прогнозирует траекторию полета двухступенчатой ракеты 1 на основе отслеживаемого количества топлива и на основе скорости полета, полетного положение и ориентации полета двухступенчатой ракеты 1, которые воспринимаются за счет IMU 13d.

[0034] Траектория полета, спрогнозированная за счет установленного компьютера 13c (т.е. прогнозируемая траектория полета), включает в себя траекторию, вдоль которой двухступенчатая ракета 1 летит в дальнейшем за счет силы тяги ракетного двигателя 11b первой ступени за счет использования остаточного топлива первой ступени 11 ракеты до тех пор, пока процесс горения в ракетном двигателе 11b первой ступени не прекращается. В дальнейшем в этом документе эта прогнозируемая траектория полета называется прогнозируемой траекторией полета первой ступени.

[0035] Кроме того, прогнозируемая траектория полета включает в себя траекторию, вдоль которой двухступенчатая ракета летит за счет силы тяги ракетного двигателя 13b второй ступени за счет использования топлива второй ступени 13 ракеты, после того как первая ступень 11 ракеты отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты. В дальнейшем в настоящем документе прогнозируемая траектория полета называется прогнозируемой траекторией полета второй ступени.

[0036] Следует отметить, что сплошная линия на пояснительном изображении на ФИГ.2 представляет собой прогнозируемую траекторию полета двухступенчатой ракеты 1, которая прогнозируется за счет установленного компьютера 13c. На этой сплошной линии сегмент от точки запуска, в которой оба - расстояние на поверхности земли и высота - равняются «0», до точки прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени, которая обозначается за счет левой точки на графике между двух точек на графике в виде звездочек, присутствующих на ФИГ.2, представляет собой прогнозируемую траекторию полета первой ступени. Кроме того, сегмент от точки отделения/отбрасывания ракетного двигателя 11b первой ступени до точки прекращения процесса горения в ракетном двигателе 13b второй ступени, которая обозначается за счет правой точки на графике между двух точек на графике в виде звездочек, присутствующих на ФИГ.2, представляет собой прогнозируемую траекторию полета второй ступени.

[0037] Кроме того, установленный компьютер 13c прогнозирует точку, где прогнозируется падение блока 11 первой ступени ракеты, т.е. прогнозируемую точку падения (IIP: мгновенная точка падения) в случае, когда ракетный двигатель 11b первой ступени выключается в точке выключения на прогнозируемой траектории полета первой ступени, и первая ступень 11 ракеты отделяется и отбрасывается от второй ступени 13 ракеты в точке отделения/отбрасывания, размещенной впереди таковой.

[0038] Кроме того, установленный компьютер 13c прогнозирует соответствующие точки, в которых куски обтекателя 15 прогнозируются для падения, т.е. прогнозируемые точки падения в случае, когда двухступенчатая ракета 1, которая пролетает определенное время или продвигается вперед на определенное расстояние после того, как первая ступень 11 ракеты отделяется и отбрасывается, открывает обтекатель 15 наполовину и отделяет и отбрасывает обтекатель 15 от второй ступени 13 ракеты в точке отделения/отбрасывания, обозначенной за счет точки на графике в виде пустого треугольника на ФИГ.2 на прогнозируемой траектории полета второй ступени.

[0039] Следует отметить, что установленный компьютер 13c по отдельности прогнозирует прогнозируемые точки падения первой ступени 11 ракеты и обтекателя 15 на основе скоростей полета, полетных положений и ориентаций полета двухступенчатой ракеты 1 на соответствующих прогнозируемых траекториях полета первой ступени и второй ступени.

[0040] Кроме того, прогнозируемая точка падения блока 11 первой ступени ракеты изменяется в зависимости от того, в какой точке на прогнозируемой траектории полета первой ступени должна назначаться точка выключения ракетного двигателя 11b первой ступени. Соответственно, установленный компьютер 13c устанавливает множество запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета первой ступени, и по отдельности прогнозирует прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты для случаев, когда соответствующие запланированные промежуточные точки назначаются точкой прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени.

[0041] Кроме этого, прогнозируемая траектория полета второй ступени двухступенчатой ракеты 1 изменяется в зависимости от того, где должна назначаться точка выключения ракетного двигателя 11b первой ступени на прогнозируемой траектории полета первой ступени. Соответственно, после назначения точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета второй ступени двухступенчатой ракеты 1, которая соответствует назначенной точке выключения. В дальнейшем, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую точку падения обтекателя 15, при этом беря, в качестве точки отделения/отбрасывания, положение двухступенчатой ракеты 1 на прогнозируемой траектории полета второй ступени, когда двухступенчатая ракета 1 пролетает в течение определенного времени или на определенное расстояние от точки отделения/отбрасывания первой ступени 11 ракеты.

[0042] Как описывалось выше, точка отделения/отбрасывания обтекателя 15 на прогнозируемой траектории полета второй ступени предполагается такой, чтобы по отдельности соответствовать каждой из запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета первой ступени, которая предполагается в качестве точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени. Вследствие этого, таким же образом, как и для прогнозируемой точки падения первой ступени 11 ракеты, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую точку падения, которая соответствует точке отделения/отбрасывания обтекателя 15, по отдельности в соответствии с соответствующими запланированными промежуточными точками на прогнозируемой траектории полета первой ступени, предполагаемыми в качестве точек выключения ракетного двигателя 11b первой ступени.

[0043] В частности, прогнозируемые траектории полета первой ступени и второй ступени двухступенчатой ракеты 1, которые прогнозируются за счет установленного компьютера 13c, представляют собой так называемые номинальные траектории полета. Однако в действительной траектории полета двухступенчатой ракеты 1 возникает отклонение по отношению к номинальным траекториям полета за счет влияния погодных условий или подобного им. В дальнейшем, это отклонение не отражается на прогнозируемых траекториях полета первой ступени и второй ступени двухступенчатой ракеты 1, которые служат основой в событии, в котором установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15.

[0044] Соответственно, принимая во внимание отклонение действительной траектории полета двухступенчатой ракеты 1 по отношению к номинальной траектории полета, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 в виде диапазонов, включающих в себя некоторое отклонение.

[0045] Следует отметить, что во внутренней памяти установленного компьютера 13c топографические данные, которые определяют безопасную область, где падение отброшенного объекта двухступенчатой ракеты 1 является разрешенным, сохраняются совместно с данными номинальной траектории полета двухступенчатой ракеты 1. Как показано на пояснительном изображении на ФИГ.3, эти топографические данные представляют собой топографические данные диапазонов для спуска (области в диапазоне), включающие в себя предельные линии падения (множество ILL), обозначающие пограничные линии земель, которые должны защищаться от падения отброшенного объекта, и расположенных рядом с ними морей. Вследствие этого, оставшаяся область, за исключением областей на большем количестве сторон суши, чем предельные линии падения, становится безопасной областью SA, где падение отброшенного объекта двухступенчатой ракеты 1 является разрешенным.

[0046] Кроме того, во внутренней памяти установленного компьютера 13c сохраняются данные, которые обозначают область, на которой падают фрагменты блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, отделенных и отброшенных от второй ступени 13 ракеты. Размер и форма подобной области падения фрагментов различается в зависимости от возможности запуска двухступенчатой ракеты 1, т.е. допустимого веса полезной нагрузки для запуска (не показана).

[0047] Это происходит потому, что, поскольку двухступенчатая ракета 1 имеет более значительную возможность запуска, инерция в направлении полета, которая действует на блок 11 первой ступени ракеты во время отделения/отбрасывания, является большей, и степень разброса фрагментов блока 11 первой ступени ракеты после отделения/отбрасывания является меньшей, причем разброс вызывается силой, отличной от инерции.

[0048] Например, область падения фрагментов первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 1.5 т (тонн), которая летит по прогнозируемой траектории полета, показанной пунктирной линией на ФИГ.3, становится таким диапазоном, какой показан за счет пунктирного овала. Кроме того, область падения фрагментов первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 2 т (тонны), которая летит по прогнозируемой траектории полета, показанной чередующимися длинными и короткими пунктирными линиями на ФИГ.3, становится меньшим диапазоном, чем область падения фрагментов первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 1.5 т (тонн).

[0049] Следует отметить, что пустой ромбик на ФИГ.3, который нанесен на прогнозируемую траекторию полета двухступенчатой ракеты 1 с возможностью запуска 1.5 т (тонн), представляет собой прогнозируемую точку падения (IIP) первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 1.5 т (тонн). Кроме того, сплошной ромбик на ФИГ.3, который нанесен на прогнозируемую траекторию полета двухступенчатой ракеты 1 с возможностью запуска 2 т (тонн), представляет собой прогнозируемую точку падения (IIP) первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 2 т (тонн).

[0050] На величину, на которую инерция в направлении полета, которая действует на первую ступень 11 ракеты во время отделения/отбрасывания, является большей в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 2 т (тонн), чем в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 1.5 т (тонн), прогнозируемая точка падения первой ступени 11 ракеты в двухступенчатой ракете 1 с возможностью запуска 2 т (тонн) размещается ближе к началу в направлении полета двухступенчатой ракеты 1 по отношению к области падения фрагментов.

[0051] В дальнейшем, установленный компьютер 13c сопоставляет прогнозируемые точки падения первой ступени 11 ракеты и обтекателя 15 (которые включают в себя область падения фрагментов) с топографическими данными и извлекает набор, в котором обе - прогнозируемая точка падения первой ступени 11 ракеты и прогнозируемая точка падения обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA. Кроме того, установленный компьютер 13c определяет запланированную промежуточную точку, которая соответствует извлеченному набору, и предполагается то, что она будет являться точкой отделения/отбрасывания первой ступени 11 ракеты на прогнозируемой траектории полета первой ступени в качестве официальной точки отделения/отбрасывания первой ступени 11 ракеты.

[0052] В настоящее время в случае, когда существует множество наборов комбинаций, в каждом из которых обе - прогнозируемая точка падения блока 11 первой ступени ракеты и прогнозируемая точка падения обтекателя 15, причем каждая включает в себя область падения фрагментов, располагаются в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 13c определяет запланированную промежуточную точку, которая является наиболее отдаленной от места запуска двухступенчатой ракеты 1 среди множества запланированных промежуточных точек, соответствующих комбинациям, в качестве точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени.

[0053] Таким образом, до тех пор, пока процесс горения в ракетном двигателе 11b первой ступени не прекратится, двухступенчатая ракета 1 будет лететь гораздо дальше за счет силы тяги ракетного двигателя 11b первой ступени. Исходя из вышеизложенного, возможность запуска двухступенчатой ракеты 1 может расшириться.

[0054] Следует отметить, что установленный компьютер 13c периодически и в повторяющемся режиме прогнозирует прогнозируемую траекторию полета двухступенчатой ракеты 1 и прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, причем прогнозируемая траектория полета и прогнозируемые точки падения показаны на ФИГ.2. Таким образом, даже если скорость расходования топлива двухступенчатой ракетой 1 колеблется по величине в течение полета из-за изменения погодных условий и подобного этому, прогнозируемая траектория полета и прогнозируемая точка падения, которые прогнозируются за счет установленного компьютера 13c, могут обновляться в ответ на такое колебание по величине в любое время.

[0055] В дальнейшем, когда двухступенчатая ракета 1 достигает точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени (когда полетное положение двухступенчатой ракеты 1 совпадает с ней), установленный компьютер 13c выключает ракетный двигатель 11b первой ступени и после этого отделяет блок 11 первой ступени ракеты от второй ступени 13 ракеты.

[0056] Кроме того, когда двухступенчатая ракета 1, которая отделила и отбросила от себя первую ступень 11 ракеты, достигает точку отделения/отбрасывания обтекателя 15 (с которой совпадает полетное положение двухступенчатой ракеты 1), то установленный компьютер 13c отделяет обтекатель 15 от второй ступени 13 ракеты.

[0057] После этого со ссылкой на блок-схему последовательности операций на ФИГ.4, осуществляется описание процесса, касающегося прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени, который выполняется за счет вышеупомянутого установленного компьютера 13c в течение полета двухступенчатой ракеты 1.

[0058] Для того чтобы выключить ракетный двигатель 11b первой ступени, с тем чтобы блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15 могли сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 13c этого варианта осуществления исполняет процесс прогнозирования траектории полета (Этап S1) процесс прогнозирования точек падения (Этап S3), и процесс определения выключения двигателя (Этап S5), которые показаны на ФИГ.4, периодически и в повторяющемся режиме в течение полета двухступенчатой ракеты 1.

[0059] В дальнейшем, в процессе прогнозирования траектории полета на Этапе S1, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета первой ступени двухступенчатой ракеты 1 перед отделением и отбрасыванием блока 11 первой ступени ракеты и прогнозируемую траекторию полета второй ступени двухступенчатой ракеты 1 после отделения и отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты.

[0060] Следует отметить, что установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета первой ступени на основе количества топлива, остающегося в топливном баке 11a первой ступени, и на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета перед тем, как выключается ракетный двигатель 11b первой ступени двухступенчатой ракеты 1, причем скорость полета, полетное положение и ориентация полета воспринимаются за счет IMU 13d.

[0061] Кроме того, установленный компьютер 13c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета второй ступени на основе точки отделения/отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты, на основе количества топлива, остающегося в топливном баке 13a второй ступени, и на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета после того, как выключается ракетный двигатель 11b первой ступени двухступенчатой ракеты 1, причем скорость полета, полетное положение и ориентация полета воспринимаются за счет IMU 13d.

[0062] После этого в процессе прогнозирования точек падения на Этапе S3, установленный компьютер 13c прогнозирует точки падения (прогнозируемые точки падения) блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15. В данном документе установленный компьютер 13c прогнозирует точки падения (прогнозируемые точки падения) блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 на основе точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которая предполагается на прогнозируемой траектории полета первой ступени 11 ракеты.

[0063] Впоследствии, в процессе определения выключения двигателя на Этапе S5, сначала, как показано в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.5, установленный компьютер 13c подтверждает, существует ли набор, в котором обе точки падения (прогнозируемые точки падения) блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA, среди наборов точек падения первой ступени 11 ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в процессе прогнозирования точек падения на Этапе S3 в настоящем цикле (Этап S51).

[0064] В случае когда существует набор, в котором обе точки сбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA (ДА на Этапе S51), установленный компьютер 13c определяет, достигла ли двухступенчатая ракета 1 точки выключения, которая является наиболее удаленной от места запуска двухступенчатой ракеты 1, среди точек выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которые соответствуют прогнозируемым точкам падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, причем прогнозируемые точки падения прогнозировались на Этапе S3 на ФИГ.4 в настоящем цикле (Этап S52).

[0065] В противоположность этому, в случае, когда не существует набора, в котором обе точки сбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA (НЕТ на Этапе S51), установленный компьютер 13c определяет, достигла ли двухступенчатая ракета 1 точки выключения двигателя, которая является наиболее удаленной от места запуска двухступенчатой ракеты 1, среди точек выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которые соответствуют прогнозируемым точкам падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, причем прогнозируемые точки падения прогнозировались на Этапе S3 на ФИГ.4 в предыдущем цикле (Этап S53).

[0066] Впоследствии, в случае определения того, что двухступенчатая ракета 1 достигла наиболее удаленной точки прекращения процесса горения от места запуска двухступенчатой ракеты 1 (ДА на Этапе S52 или S53), впоследствии установленный компьютер 13c выключает ракетный двигатель 11b первой ступени (Этап S54) и отделяет и отбрасывает блок 11 первой ступени ракеты от второй ступени 13 ракеты в соответствующих точках отделения/отбрасывания, по отдельности соответствующих точке выключения (Этап S55), и заканчивает процесс определения отделения.

[0067] Что также является очевидным из описания выше, в этом варианте осуществления, Этап S1 в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования траектории полета в формуле изобретения. Кроме того, Этап S3 на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования точек падения в формуле изобретения. Кроме того, в этом варианте осуществления, Этап S5 на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий контроллеру выключения двигателя в формуле изобретения.

[0068] Как описывалось выше, в двухступенчатой ракете 1 этого варианта осуществления траектория полета двухступенчатой ракеты 1 периодически прогнозируется в течение полета, и прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые отделяются и отбрасываются от второй ступени 13 ракеты, в случае, когда ракетный двигатель 11b первой ступени выключается, в каждой запланированной промежуточной точке на прогнозируемой траектории полета периодически прогнозируются.

[0069] Впоследствии до тех пор, пока существуют прогнозируемые точки падения, в каждой из которых обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA, периодически выполняется процесс для определения наиболее удаленной запланированной промежуточной точки от места запуска двухступенчатой ракеты 1 в качестве точки прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени.

[0070] Исходя из вышеизложенного, точка выключения ракетного двигателя 11b первой ступени обновляется на наиболее отдаленную запланированную промежуточную точку от места запуска двухступенчатой ракеты 1 в любое время. Таким образом, точки отделения/отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 также обновляются на наиболее отдаленные от места запуска двухступенчатой ракеты 1 в любое время.

[0071] Вследствие этого по мере увеличения дальности полета за счет расходования топлива в топливных баках 11a и 13a первой ступени 11 ракеты и второй ступени 13 ракеты как можно в большем объеме, чтобы тем самым расширить возможность запуска двухступенчатой ракеты 1, блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15, которые отделяются и отбрасываются от второй ступени 13 ракеты, могут сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA.

[0072] После этого осуществляется описание устройства управления в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего раскрытия, которое устанавливается на двухступенчатую ракету 1.

[0073] Также в этом варианте осуществления установленный компьютер 13c периодически прогнозирует траекторию полета двухступенчатой ракеты 1 в течение полета и периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения в случае, когда блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15 отделяются и отбрасываются от второй ступени 13 ракеты в соответствующих запланированных промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета.

[0074] В дальнейшем, в этом варианте осуществления, установленный компьютер 13c вычисляет, не оказывается ли ни одна из спрогнозированных точек падения первой ступени 11 ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем периоде, расположенными в пределах безопасной области SA топографических данных. Установленный компьютер 13c выполняет это вычисление на основе изменения, по меньшей мере, одной прогнозируемой траектории полета двухступенчатой ракеты 1 и прогнозируемых точек падения первой ступени 11 ракеты и обтекателя 15, причем изменение наблюдается между двумя непосредственно предшествующими циклами, которые продолжаются друг за другом.

[0075] Более конкретно, например, установленный компьютер 13c добавляет изменения, полученные из прогнозируемых точек падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в предыдущем цикле, к прогнозируемым точкам падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в настоящем цикле, и тем самым вычисляет прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле.

[0076] В дальнейшем установленный компьютер 13c определяет, располагаются ли или нет обе прогнозируемые в следующем цикле точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 в пределах безопасной области SA, причем прогнозируемые точки падения, таким образом, вычисляются.

[0077] Альтернативным образом, например, установленный компьютер 13c добавляет изменение, полученное из точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которая прогнозируется в предыдущем цикле, к точке выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которая прогнозируется в настоящем цикле, и тем самым вычисляет точку выключения ракетного двигателя 11b первой ступени, которая прогнозируется в следующем цикле.

[0078] В дальнейшем, из вычисленной точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени в следующем цикле, установленный компьютер 13c по отдельности рассчитывает точку отделения/отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и точку отделения/отбрасывания обтекателя 15. Кроме того, установленный компьютер 13c определяет, располагаются ли обе точки - прогнозируемая точка падения первой ступени 11 ракеты и прогнозируемая точка падения обтекателя 15 - в случае, когда первая ступень 11 ракеты и обтекатель 15 по отдельности отделяются и отбрасываются от каждой точки отделения/отбрасывания, в пределах безопасной области SA.

[0079] Если обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 располагаются в пределах безопасной области SA, тогда получается такой результат вычисления, что прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле, располагаются в пределах безопасной области SA топографических данных. Между тем, если обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 не располагаются в пределах безопасной области SA, тогда получается такой результат вычисления, что прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле, оказываются не расположенными в пределах безопасной области SA топографических данных.

[0080] В дальнейшем, в таком случае при вычислении того, что ни одна из прогнозируемых точек падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле, не оказывается расположенной в пределах безопасной области SA топографических данных, установленный компьютер 13c назначает точку выключения ракетного двигателя 11b первой ступени.

[0081] Более конкретно, установленный компьютер 13c извлекает наборы комбинаций, в каждом из которых обе - прогнозируемая точка падения блока 11 первой ступени ракеты и прогнозируемая точка падения обтекателя 15 - располагаются в пределах безопасной области SA, среди наборов прогнозируемых точек падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в настоящем цикле. В дальнейшем, установленный компьютер 13c определяет наиболее удаленную запланированную промежуточную точку от места запуска двухступенчатой ракеты 1 среди запланированных промежуточных точек, соответствующих извлеченным наборам, в качестве точки выключения ракетного двигателя 11b первой ступени.

[0082] В дальнейшем, когда двухступенчатая ракета 1 достигает точку выключения ракетного двигателя 11b первой ступени (когда полетное положение двухступенчатой ракеты 1 совпадает с ней), установленный компьютер 13c выключает ракетный двигатель 11b первой ступени. В дальнейшем, установленный компьютер 13c отделяет первую ступень 11 ракеты от второй ступени 13 ракеты в точке отделения/отбрасывания, соответствующей точке выключения двигателя.

[0083] Кроме того, когда двухступенчатая ракета 1, которая отделила и отбросила блок 11 первой ступени ракеты от себя, достигает точку отделения/отбрасывания обтекателя 15 (с которой совпадает полетное положение двухступенчатой ракеты 1), причем точка отделения/отбрасывания соответствует точке выключения двигателя, установленный компьютер 13c отделяет обтекатель 15 от второй ступени 13 ракеты.

[0084] Исходя из вышеизложенного, также в этом варианте осуществления, для того чтобы отделить и отбросить блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15 таким образом, чтобы первая ступень 11 ракеты и обтекатель 15 могли сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 13c этого варианта осуществления выполняет процесс прогнозирования траектории полета (Этап S1), процесс прогнозирования точек падения (Этап S3), и процесс определения выключения двигателя (Этап S5), которые показаны на ФИГ.4, периодически и в повторяющемся режиме в течение полета двухступенчатой ракеты 1.

[0085] В дальнейшем, в процессе прогнозирования траектории полета на Этапе S1 и процессе прогнозирования точек падения на Этапе S3, установленный компьютер 13c выполняет процесс, подобный тому, что выполняется в первом варианте осуществления. Между тем в процессе определения выключения двигателя на Этапе S5, установленный компьютер 13c выполняет процесс, отличающийся от того, что выполняется в первом варианте осуществления.

[0086] Более конкретно, сначала, как показано в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.6, установленный компьютер 13c вычисляет прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле (Этап S56), и подтверждает, существует ли набор, в котором обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые таким образом вычисляются, располагаются в пределах безопасной области SA топографических данных.

[0087] В случае когда существует набор, в котором обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые таким образом вычисляются, располагаются в пределах безопасной области SA топографических данных (ДА на Этапе S57), установленный компьютер 13c завершает процесс определения выключения двигателя. В случае когда не существует набора, в котором обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые таким образом вычисляются, располагаются в пределах безопасной области SA топографических данных (НЕТ на Этапе S57), установленный компьютер 13c определяет, достигла ли или нет двухступенчатая ракета 1 точки выключения двигателя, которая является наиболее удаленной от места запуска двухступенчатой ракеты 1, среди точек прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени, которые соответствуют прогнозируемым точкам падения блока 11 первой ступени ракеты, причем прогнозируемые точки падения прогнозируются на Этапе S3 на Фиг.4 в настоящем цикле (Этап S58).

[0088] В дальнейшем, в случае определения того, что двухступенчатая ракета 1 достигла наиболее удаленной точки прекращения процесса горения от места запуска двухступенчатой ракеты 1 (ДА на Этапе S58), установленный компьютер 13c выключает ракетный двигатель 11b первой ступени (Этап S59), отделяет и отбрасывает блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15 от второй ступени 13 ракеты в соответствующих точках отделения/отбрасывания, по отдельности соответствующих точке выключения (Этап S60), и завершает процесс определения выключения двигателя.

[0089] Также в вышеупомянутом варианте осуществления Этап S1 в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования траектории полета в формуле изобретения. Кроме того, также в этом варианте осуществления Этап S3 на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования точек падения в формуле изобретения. Более того, также в этом варианте осуществления Этап S5 на ФИГ.4 представляет собой процесс, соответствующий контроллеру выключения двигателя в формуле изобретения.

[0090] В дальнейшем, в двухступенчатой ракете 1 этого варианта осуществления, траектория полета двухступенчатой ракеты 1 периодически прогнозируется и рассчитывается в течение полета, и наборы прогнозируемых точек падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые отделяются и отбрасываются от второй ступени 13 ракеты, в случае, когда процесс горения в ракетном двигателе 11b первой ступени прекращается в каждой запланированной промежуточной точке на прогнозируемой траектории полета, периодически прогнозируются.

[0091] Кроме того, из изменений прогнозируемой траектории полета и прогнозируемых точек падения между двумя последовательными циклами прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые прогнозируются в следующем цикле, вычисляются по отдельности.

[0092] В дальнейшем, до тех пор, пока присутствует набор, в котором обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые таким образом вычисляются, располагаются в пределах безопасной области SA, точка выключения ракетного двигателя 11b первой ступени не назначается, но процесс для прогнозирования прогнозируемой траектории полета и прогнозируемых точек падения также выполняется в следующем цикле.

[0093] Исходя из вышеизложенного, до тех пор, пока набор, в котором обе прогнозируемые точки падения блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15, которые таким образом вычисляются, располагаются в пределах безопасной области SA, не оказывается отсутствующим, точка прекращения процесса горения в ракетном двигателе 11b первой ступени обновляется на наиболее удаленную запланированную промежуточную точку от места запуска двухступенчатой ракеты 1 в любое время. Таким образом, точки отделения/отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 также обновляются на наиболее удаленные точки от места запуска двухступенчатой ракеты 1 в любое время.

[0094] Вследствие этого, по мере увеличения дальности полета за счет расходования топлива в баках 11a и 13a с компонентами ракетного топлива первой ступени 11 ракеты и второй ступени 13 ракеты как можно в большем объеме, чтобы тем самым расширить возможность запуска двухступенчатой ракеты 1, блок 11 первой ступени ракеты и обтекатель 15, которые отделяются и отбрасываются от второй ступени 13 ракеты, могут сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA.

[0095] Следует отметить, что в вышеупомянутых соответствующих вариантах осуществления осуществлялось описание примеров, в которых настоящее раскрытие по отдельности применяется к случаям отделения и отбрасывания блока 11 первой ступени ракеты и обтекателя 15 от второй ступени 13 ракеты. Вследствие этого, в этих вариантах осуществления первая ступень 11 ракеты и обтекатель 15 соответствуют отбрасываемому объекту в формуле изобретения.

[0096] Кроме того, настоящее раскрытие не ограничивается вышеупомянутыми соответствующими вариантами осуществления и также является применимым к событию отделения и отбрасывания обтекателя от ракеты вне зависимости от того, является ли ракета одноступенчатой или многоступенчатой, и к случаю отделения и отбрасывания n-ой ступени ракеты от (n-1)-ой ступени ракеты в многоступенчатой ракете. В первом случае обтекатель соответствует отбрасываемому объекту в формуле изобретения, и в последнем случае (n-1)-ая ступень ракеты соответствует отбрасываемому объекту в формуле изобретения. Как само собой разумеющееся, как в вышеупомянутых соответствующих вариантах осуществления, настоящее раскрытие также может реализовываться в форме, в которой оба - обтекатель и блок (n-1)-ой ступени ракеты - соответствуют отбрасываемому объекту в формуле изобретения.

[0097] Кроме того, настоящее раскрытие также является применимым к одноступенчатой ракете, которая не включает в себя обтекатель, и падает в качестве отбрасываемого объекта при выключении двигателя. Ниже осуществляется описание вариантов осуществления подобного случая применения настоящего раскрытия к ракете, подобной описанной выше.

[0098] ФИГ.7 представляет собой частичный фронтальный разрез, показывающий схематичную конфигурацию одноступенчатой ракеты, на которой установлены устройства управления в соответствии с третьим вариантом осуществления и четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия. Одноступенчатая ракета 3 этого варианта осуществления, которая показана на ФИГ.7, включает в себя баки 31a жидкого кислорода и жидкого водорода и ракетный двигатель 31b, который использует жидкий кислород и жидкий водород в качестве компонентов ракетного топлива. Следует отметить, что опущена иллюстрация твердотопливного ракетного ускорителя и вспомогательного двигателя, которые предназначаются для использования во время запуска одноступенчатой ракеты 3.

[0099] Когда ракетный двигатель 31b выключается при полном использовании компонентов ракетного топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) в баках 31a, одноступенчатая ракета падает и отбрасывается вскоре. Зажигание и выключение ракетного двигателя 31b управляются при помощи установленного компьютера (GCC: компьютер наведения и управления) 33c (соответствующего устройству управления для ракеты в формуле изобретения) одноступенчатой ракеты 3.

[0100] К установленному компьютеру 33c присоединяется IMU 33d, который воспринимает скорость полета, полетное положение и ориентацию полета одноступенчатой ракеты 3 за счет использования гироскопических датчиков и датчиков ускорения. Установленный компьютер 33c управляет направлениями тяги и подобным этому ракетного двигателя 31b на основе скорости полета, полетного положение и ориентации полета, которые воспринимаются за счет IMU 33d, вследствие чего одноступенчатая ракета 3 может лететь по номинальной траектории полета, данные о которой сохраняются во внутренней памяти установленного компьютера 33c.

[0101] Кроме того, установленный компьютер 33c отслеживает количество компонентов топлива, остающееся в баках 31a одноступенчатой ракеты 3, и прогнозирует траекторию полета одноступенчатой ракеты 3 на основе отслеживаемого количества компонентов топлива и на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета одноступенчатой ракеты 3, которые воспринимаются за счет IMU 33d.

[0102] Траектория полета, спрогнозированная за счет установленного компьютера 33c (т.е. прогнозируемая траектория полета), включает в себя траекторию, вдоль которой одноступенчатая ракета 3 летит в дальнейшем за счет силы тяги ракетного двигателя 31b за счет использования остаточных компонентов топлива баков 31a до тех пор, пока ракетный двигатель 31b не выключается.

[0103] Следует отметить, что на сплошной линии в пояснительном изображении на ФИГ.8 сегмент от точки запуска, в которой оба расстояние на поверхности земли и ускорение равняются «0», до точки прекращения процесса горения в ракетном двигателе 31b, которая обозначается за счет точки на графике в виде звездочки на ФИГ.8, представляет собой прогнозируемую траекторию полета одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется за счет установленного компьютера 33c.

[0104] В дальнейшем, установленный компьютер 33c прогнозирует точку, в которой одноступенчатая ракета 3 прогнозируется для падения в случае, когда ракетный двигатель 31b одноступенчатой ракеты 3 выключается в точке выключения двигателя на прогнозируемой траектории полета, т.е. прогнозирует прогнозируемую точку падения (IIP). Следует отметить, что установленный компьютер 33c прогнозирует прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3 на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета одноступенчатой ракеты 3 на прогнозируемой траектории полета.

[0105] Кроме того, прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 различается в зависимости от того, на какую точку на прогнозируемой траектории полета должна назначаться точка выключения ракетного двигателя 31b первой ступени. Соответственно, установленный компьютер 33c устанавливает множество запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, и по отдельности прогнозирует прогнозируемые точки падения одноступенчатой ракеты 3 для случаев, когда соответствующие запланированные промежуточные точки назначаются в качестве точки выключения ракетного двигателя 31b.

[0106] В частности, прогнозируемая траектория полета одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется за счет установленного компьютера 33c, представляет собой так называемую номинальную траекторию полета. Однако в действительной траектории полета одноступенчатой ракеты 3 возникает отклонение для номинальной траектории полета за счет влияния погодных условий или подобного им. В дальнейшем, это отклонение не отражается на прогнозируемой траектории полета одноступенчатой ракеты 3, которая служит основой в событии, когда установленный компьютер 33c прогнозирует прогнозируемые точки падения одноступенчатой ракеты 3.

[0107] Соответственно, принимая во внимание отклонение действительной траектории полета одноступенчатой ракеты по отношению к номинальной траектории полета, установленный компьютер 33c прогнозирует прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты в виде диапазона, включающего в себя некоторую погрешность.

[0108] Следует отметить, что во внутренней памяти установленного компьютера 33c топографические данные, которые определяют безопасную область, где сбрасывание одноступенчатой ракеты является разрешенным, сохраняются совместно с данными по номинальной траектории полета одноступенчатой ракеты 3. Сохраненные топографические данные, по существу, являются такими же, как те, которые показаны на пояснительном изображении на ФИГ.3.

[0109] Кроме того, во внутренней памяти установленного компьютера 33c сохраняются данные, обозначающие область падения фрагментов, сброшенных с одноступенчатой ракеты 3. Различие в размере и форме этой области падения фрагментов влияет на возможность запуска одноступенчатой ракеты 3.

[0110] Это происходит потому, что, поскольку одноступенчатая ракета 3 имеет более значительную возможность запуска, инерция в полетном направлении, которая действует на одноступенчатую ракету 3 во время выключения ракетного двигателя 31b, является большей и степень разброса фрагментов сброшенной одноступенчатой ракеты 3 является меньшей, причем разброс вызывается силой, отличной от инерции.

[0111] В дальнейшем, установленный компьютер 33c сопоставляет такие прогнозируемые точки падения одноступенчатой ракеты 3 (которые включают в себя область падения фрагментов) с топографическими данными и извлекает прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3, которая располагается в пределах безопасной области SA. Кроме того, установленный компьютер 33c определяет запланированную промежуточную точку, которая соответствует извлеченной прогнозируемой точке падения и предполагает являться точкой выключения ракетного двигателя 31b на прогнозируемой траектории полета одноступенчатой ракеты 3, в качестве официальной точки выключения ракетного двигателя 31b.

[0112] В настоящее время в случае, когда существует множество прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые включают в себя область падения фрагментов и располагаются в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 33c определяет запланированную промежуточную точку, которая является наиболее удаленной от места запуска одноступенчатой ракеты 3, среди множества подобных запланированных промежуточных точек в качестве официальной точки выключения ракетного двигателя 31b.

[0113] Таким образом, до тех пор, пока ракетный двигатель 31b выключается, одноступенчатая ракета 3 будет лететь значительно дальше за счет силы тяги ракетного двигателя 31b. Исходя из вышеизложенного, возможность запуска одноступенчатой ракеты 3 может расширяться.

[0114] Следует отметить, что установленный компьютер 33c периодически и в повторяющемся режиме прогнозирует прогнозируемую траекторию полета и прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3, причем прогнозируемая траектория полета и прогнозируемая точка падения показаны на ФИГ.8. Таким образом, даже если скорость расходования топлива одноступенчатой ракетой 3 колеблется по величине в течение полета из-за изменения погодных условий и подобного этому, прогнозируемая траектория полета и прогнозируемая точка падения, которые прогнозируются за счет установленного компьютера 33c, могут обновляться в ответ на такое колебание по величине в любое время.

[0115] В дальнейшем, когда одноступенчатая ракета 3 достигает точки выключения ракетного двигателя 31b (когда полетное положение одноступенчатой ракеты 3 совпадает с ней), установленный компьютер 33c выключает ракетный двигатель 31b.

[0116] После этого, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на ФИГ.9, осуществляется описание процесса, касающегося выключения ракетного двигателя 31b, который выполняется за счет вышеупомянутого установленного компьютера 33c в течение полета одноступенчатой ракеты 3.

[0117] Для того чтобы прекратить процесс горения в ракетном двигателе 31b, таким образом, чтобы одноступенчатая ракета 3 сбрасывалась таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 33c этого варианта осуществления выполняет процесс прогнозирования траектории полета (Этап S11), процесс прогнозирования точек падения (Этап S13), и процесс определения выключения двигателя (Этап S15), которые показаны на ФИГ.9, периодически и в повторяющемся режиме в течение полета одноступенчатой ракеты 3.

[0118] В дальнейшем, в процессе прогнозирования траектории полета на Этапе S11, установленный компьютер 33c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета одноступенчатой ракеты 3 перед тем, как выключается ракетный двигатель 31b.

[0119] Следует отметить, что установленный компьютер 33c прогнозирует прогнозируемую траекторию полета одноступенчатой ракеты 3 на основе количества компонентов топлива, остающегося в баках 31a, и на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета одноступенчатой ракеты 3 перед тем, как выключается ракетный двигатель 31b, причем скорость полета, полетное положение и ориентация полета воспринимаются за счет IMU 33d.

[0120] После этого, в процессе прогнозирования точек падения на Этапе S13, установленный компьютер 33c прогнозирует точку падения (прогнозируемую точку падения) одноступенчатой ракеты 3. В настоящем описании, установленный компьютер 33c прогнозирует точку падения (прогнозируемую точку падения) одноступенчатой ракеты 3 на основе точки выключения ракетного двигателя 31b, которая предполагается на прогнозируемой траектории полета одноступенчатой ракеты 3.

[0121] В последствии, в процессе определения выключения двигателя на Этапе S15, как показано в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.10, установленный компьютер 33c подтверждает, существует ли точка падения, которая располагается в пределах безопасной области SA, среди подобных точек падения (прогнозируемых точек падения) одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в процессе прогнозирования точек падения на Этапе S13 в настоящем цикле (Этап S151).

[0122] В случае когда существует точка падения одноступенчатой ракеты 3, которая располагается в пределах безопасной области SA (ДА на Этапе S151), установленный компьютер 33c определяет, достигла ли или нет одноступенчатая ракета 3 точку выключения двигателя, которая является наиболее удаленной от места запуска одноступенчатой ракеты 3, среди точек выключения ракетного двигателя 31b, которые соответствуют точке сбрасывания одноступенчатой ракеты 3, причем прогнозируемые точки сбрасывания прогнозируются на Этапе S13 на ФИГ.9 в настоящем цикле (Этап S152).

[0123] В противоположность этому, в случае, когда не существует точки падения одноступенчатой ракеты 3, которая располагается в пределах безопасной области SA (НЕТ на Этапе S151), установленный компьютер 33c определяет, достигла ли или нет одноступенчатая ракета 3 точки выключения, которая является наиболее удаленной от места запуска одноступенчатой ракеты 3, среди точек выключения ракетного двигателя 31b, которые соответствуют прогнозируемой точке сбрасывания одноступенчатой ракеты 3, причем прогнозируемые точки сбрасывания прогнозируются на Этапе S13 на ФИГ.9 в предыдущем цикле (Этап S153).

[0124] В дальнейшем, в случае определения того, что одноступенчатая ракета 3 достигла точки прекращения процесса горения, наиболее удаленной от места запуска одноступенчатой ракеты 3 (ДА на Этапе S152 или Этапе S153), в дальнейшем установленный компьютер 33c выключает ракетный двигатель 31b (Этап S154) и завершает процесс выключения двигателя.

[0125] Что также является очевидным из описания выше в этом варианте осуществления, Этап S11 в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.9 представляет собой такой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования траектории полета в формуле изобретения. Кроме того, Этап S13 на ФИГ.9 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования точек падения в формуле изобретения. Кроме того, в этом варианте осуществления Этап S15 на ФИГ.9 представляет собой процесс, соответствующий контроллеру выключения двигателя в формуле изобретения.

[0126] Как описывалось выше, в одноступенчатой ракете 3 этого варианта осуществления траектория полета одноступенчатой ракеты 3 периодически прогнозируется в течение полета и прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 в случае, когда ракетный двигатель 31b выключается, в каждой запланированной промежуточной точке на прогнозируемой траектории полета периодически прогнозируется.

[0127] В дальнейшем, до тех пор, пока присутствует запланированная промежуточная точка, в которой прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 располагается в пределах безопасной области SA, периодически выполняется процесс для определения наиболее удаленной запланированной промежуточной точки от места запуска одноступенчатой ракеты 3 в качестве точки прекращения процесса горения в ракетном двигателе 31b.

[0128] Исходя из вышеизложенного, точка выключения двигателя для ракетного двигателя 31B обновляется на наиболее удаленную запланированную промежуточную точку от места запуска одноступенчатой ракеты 3 в любое время. Вследствие этого, увеличивая дальность полета за счет расходования компонентов топлива в баках 31a как можно в большем объеме для того, чтобы тем самым расширить возможность запуска одноступенчатой ракеты 3, одноступенчатая ракета 3 может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA.

[0129] После этого осуществляется описание устройства управления в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия, которое устанавливается на одноступенчатую ракету 3.

[0130] Также в этом варианте осуществления установленный компьютер 33c периодически прогнозирует траекторию полета одноступенчатой ракеты 3 в течение полета и периодически прогнозирует прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3 в случае, когда ракетный двигатель 31b выключается, в каждой запланированной промежуточной точке на прогнозируемой траектории полета.

[0131] В дальнейшем, в этом варианте осуществления установленный компьютер 33c вычисляет, оказывается ли или нет ни одна из подобных спрогнозированных точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в следующем периоде, расположенной в пределах безопасной области SA топографических данных. Установленный компьютер 33c выполняет это вычисление на основе изменения, по меньшей мере, одной прогнозируемой траектории полета одноступенчатой ракеты 3 и прогнозируемой точки падения одноступенчатой ракеты 3, причем изменение наблюдается между двумя непосредственно предшествующими циклами, которые продолжаются друг за другом.

[0132] Более конкретно, например, установленный компьютер 33c добавляет изменение, полученное из прогнозируемой точки падения одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется в предыдущем цикле, к прогнозируемой точке падения одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется в настоящем цикле, и тем самым вычисляет прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется в следующем цикле. В дальнейшем, установленный компьютер 33c определяет, располагается ли прогнозируемая в следующем цикле точка одноступенчатой ракеты 3 в пределах безопасной области SA, причем прогнозируемая точка падения таким образом вычисляется.

[0133] Альтернативным образом, например, установленный компьютер 33c добавляет изменение, полученное из точки выключения ракетного двигателя 31b, которая прогнозируется в предыдущем цикле, к точке выключения ракетного двигателя 31b, которая прогнозируется в настоящем цикле и, тем самым вычисляет точку выключения ракетного двигателя 31b, которая прогнозируется в следующем цикле.

[0134] В дальнейшем, установленный компьютер 33c определяет, располагается ли прогнозируемая в следующем цикле точка падения одноступенчатой ракеты 3 в пределах безопасной области SA, причем прогнозируемая точка падения таким образом вычисляется.

[0135] Если прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 располагается в пределах безопасной области SA, тогда получается такой результат вычисления, что прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется в следующем цикле, располагается в пределах безопасной области SA топографических данных. Между тем, если прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 не располагается в пределах безопасной области SA, тогда получается такой результат вычисления, что прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3, которая прогнозируется в следующем цикле, оказываются не расположенной в пределах безопасной области SA топографических данных.

[0136] В дальнейшем, в таком случае при вычислении того, что ни одна из подобных прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в следующем цикле, не оказывается расположенной в пределах безопасной области SA топографических данных, установленный компьютер 33c назначает точку выключения ракетного двигателя 31b.

[0137] Более конкретно, установленный компьютер 33c извлекает прогнозируемую точку падения одноступенчатой ракеты 3, которая располагается в пределах безопасной области SA, среди подобных прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в настоящем цикле. В дальнейшем, установленный компьютер 33c определяет наиболее удаленную запланированную промежуточную точку от места запуска одноступенчатой ракеты 3 среди запланированных промежуточных точек, соответствующих прогнозируемой точке падения, которая таким образом, извлекается, в качестве точки выключения ракетного двигателя 31b.

[0138] В дальнейшем, когда одноступенчатая ракета 3 достигает точку выключения ракетного двигателя 31b (когда полетное положение одноступенчатой ракеты 3 совпадает с ней), установленный компьютер 33c выключает ракетный двигатель 31b.

[0139] Исходя из вышеизложенного, также в этом варианте осуществления, для того чтобы выключить ракетный двигатель 31b таким образом, чтобы одноступенчатая ракета 3 могла сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA, установленный компьютер 33c выполняет процесс прогнозирования траектории полета (Этап S11), процесс прогнозирования точек падения (Этап S13), и процесс определения выключения двигателя (Этап S15), которые показаны на ФИГ.9, периодически и в повторяющемся режиме в течение полета одноступенчатой ракеты 3.

[0140] В дальнейшем, в процессе прогнозирования траектории полета на Этапе S11 и процессе прогнозирования точек падения на Этапе S13, установленный компьютер 33c выполняет процесс, подобный тому, что выполняется в третьем варианте осуществления. Между тем в процессе определения выключения двигателя на Этапе S15 установленный компьютер 33c выполняет процесс, отличающийся от того, что выполняется в третьем варианте осуществления.

[0141] Более конкретно, сначала, как показано в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.11, установленный компьютер 33c вычисляет прогнозируемые точки падения одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в следующем цикле (Этап S155), и подтверждает, существует ли прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3, которая располагается в пределах безопасной области SA топографических данных, среди прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые таким образом вычисляются (Этап S156).

[0142] В случае когда существует прогнозируемая точка падения, которая располагается в пределах безопасной области SA топографических данных, среди прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые таким образом вычисляются (ДА на Этапе S156), установленный компьютер 33c завершает процесс определения выключения двигателя. В случае когда не существует прогнозируемой точки падения, расположенной в пределах безопасной области SA топографических данных (НЕТ на Этапе S156), установленный компьютер 33c определяет, достигла ли или нет одноступенчатая ракета 3 наиболее удаленной точки прекращения процесса горения в одноступенчатой ракеты 3, среди точек выключения ракетного двигателя 31b, которые соответствуют прогнозируемым точкам падения одноступенчатой ракеты 3, причем прогнозируемые точки падения прогнозируются на Этапе S13 на Фиг.9 в настоящем цикле (Этап S157).

[0143] В дальнейшем, в случае определения того, что одноступенчатая ракета 3 достигла наиболее удаленной точки прекращения процесса горения от места запуска одноступенчатой ракеты 3 (ДА на Этапе S15), в дальнейшем, установленный компьютер 33c выключает ракетный двигатель 31b (Этап S158) и завершает процесс определения выключения двигателя.

[0144] Также в вышеупомянутом варианте осуществления Этап S11 в блок-схеме последовательности операций на ФИГ.9 представляет собой такой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования траектории полета в формуле изобретения. Кроме того, также в этом варианте осуществления Этап S13 на ФИГ.9 представляет собой процесс, соответствующий процессору для прогнозирования точек падения в формуле изобретения. Более того, также в этом варианте осуществления Этап S15 на ФИГ.9 представляет собой процесс, соответствующий контроллеру выключения двигателя в формуле изобретения.

[0145] В дальнейшем, в одноступенчатой ракете 3 этого варианта осуществления траектория полета одноступенчатой ракеты 3 периодически прогнозируется в течение полета и периодически прогнозируется прогнозируемая точка падения одноступенчатой ракеты 3 в случае, когда ракетный двигатель 31b выключается, в каждой запланированной промежуточной точке на прогнозируемой траектории полета.

[0146] Кроме того, из изменений прогнозируемой траектории полета и прогнозируемой точки падения между двумя последовательными циклами, прогнозируемые точки падения одноступенчатой ракеты 3, которые прогнозируются в следующем цикле, вычисляются по отдельности.

[0147] В дальнейшем, до тех пор, пока присутствует прогнозируемая точка падения, расположенная в пределах безопасной области SA, среди прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые таким образом вычисляются, не назначается точка выключения ракетного двигателя 31b, но процесс для прогнозирования прогнозируемой траектории полета и прогнозируемой точки падения также выполняется в следующем цикле.

[0148] Исходя из вышеизложенного, до тех пор, пока прогнозируемая точки падения, расположенная в пределах безопасной области SA, не оказывается отсутствующей среди прогнозируемых точек падения одноступенчатой ракеты 3, которые таким образом вычисляются, точка выключения ракетного двигателя 31b обновляется на наиболее удаленную запланированную промежуточную точку от места запуска одноступенчатой ракеты 3 в любое время.

[0149] Вследствие этого, по мере увеличения дальности полета за счет расходования компонентов топлива в баках 31a одноступенчатой ракеты 3 как можно в большем объеме, чтобы тем самым расширить возможность запуска одноступенчатой ракеты 3, одноступенчатая ракета 3 может сбрасываться таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области SA.

ОПИСАНИЕ ПОЗИЦИОННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

[0150] 1 Двухступенчатая ракета

3 Одноступенчатая ракета

11 Первая ступень ракеты

11a, 13a, 31a Бак для ракетного топлива

11b, 13b, 31b Ракетный двигатель

13 Вторая ступень ракеты

13c, 33c Установленный компьютер

13d, 33d IMU

15 Обтекатель

SA Безопасная область

1. Устройство управления для ракеты, выключающее ракетный двигатель в течение полета ракеты и отбрасывающее отбрасываемый объект, причем устройство управления содержит:

процессор для прогнозирования траектории полета, который периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, причем ракета летит вдоль нее в дальнейшем за счет остаточного топлива, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета ракеты;

процессор для прогнозирования точек падения, который периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения отбрасываемого объекта в случае выключения ракетного двигателя в соответствующих запланированных промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета ракеты; и

контроллер выключения двигателя, который выключает ракетный двигатель и отбрасывает отбрасываемый объект в случае, когда полетное положение ракеты совпадает с запланированной промежуточной точкой, наиболее удаленной от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка также находится там, где предполагается, что отбрасываемый объект, отброшенный в запланированной промежуточной точке, упадет в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в прошлом цикле.

2. Устройство управления для ракеты, выключающее ракетный двигатель в течение полета ракеты и отбрасывающее отбрасываемый объект, причем устройство управления содержит:

процессор для прогнозирования траектории полета, который периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, причем ракета летит вдоль нее в дальнейшем за счет остаточного топлива, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета ракеты;

процессор для прогнозирования точек падения, который периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения отбрасываемого объекта в случае выключения ракетного двигателя в соответствующих запланированных промежуточных точках на прогнозируемой траектории полета ракеты; и

контроллер выключения двигателя, в случае, когда вычисляется то, что ни одна из прогнозируемых точек падения отбрасываемого объекта, спрогнозированных для соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в следующем цикле из изменения, по меньшей мере, одной прогнозируемой траектории полета ракеты и прогнозируемой точки падения отбрасываемого объекта между двумя непосредственно предшествующими циклами, продолжающимися друг за другом, оказывается не расположенной в пределах безопасной области на предварительно определенных топографических данных, для выключения ракетного двигателя и отбрасывания отбрасываемого объекта в наиболее отдаленной запланированной промежуточной точке от места запуска ракеты, причем запланированная промежуточная точка находится там, где прогнозируемая точка падения отбрасываемого объекта располагается в пределах безопасной области на топографических данных, причем запланированная промежуточная точка находится среди соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета, спрогнозированной в настоящее время, и прогнозируемая точка падения прогнозируется таким образом, чтобы соответствовать каждой из запланированных промежуточных точек.

3. Устройство управления для ракеты по любому из пп.1 и 2, причем ракета представляет собой многоступенчатую ракету, отбрасываемый объект включает в себя, по меньшей мере, (n-1)-ю ступень ракеты, отделенную и отброшенную от n-ой ступени ракеты, процессор для прогнозирования траектории полета периодически прогнозирует прогнозируемую траекторию полета, многоступенчатая ракета летит вдоль нее в дальнейшем за счет силы тяги, формируемой ракетным двигателем (n-1)-ой ступени за счет использования остаточного топлива, на основе скорости полета, полетного положения и ориентации полета многоступенчатой ракеты, и для соответствующих запланированных промежуточных точек на прогнозируемой траектории полета многоступенчатой ракеты процессор для прогнозирования точек сбрасывания периодически прогнозирует прогнозируемые точки падения (n-1)-ой ступени ракеты в случае, когда ракетный двигатель (n-1)-ой ступени выключается, и (n-1)-ая ступень ракеты отделяется и отбрасывается от n-ой ступени ракеты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции двигательных модулей. Двигательный модуль космического летательного аппарата (КЛА) состоит минимум из двух шпангоутов и трех баков для топлива с верхними полюсными элементами, соединенными с верхним шпангоутом, и нижними полюсными элементами, являющимися опорами всего двигательного модуля, взаимодействующими с соответствующими опорами КЛА, минимум одного баллона высокого давления, ракетных двигателей и агрегатов управления.

Изобретение относится к системе захолаживания и продувки контуров криогенного ракетного топлива летательного аппарата. Объектом изобретения является устройство захолаживания оборудования (6, 7, 8) криогенных контуров летательного аппарата во время полета, содержащее средства забора воздуха снаружи летательного аппарата, средства извлечения азота из этого воздуха при помощи сепаратора азота типа OBIGGS (3) и средства (4, 5) распределения этого азота вокруг указанных компонентов.

Изобретение относится к системе захолаживания и продувки контуров криогенного ракетного топлива летательного аппарата. Объектом изобретения является устройство захолаживания оборудования (6, 7, 8) криогенных контуров летательного аппарата во время полета, содержащее средства забора воздуха снаружи летательного аппарата, средства извлечения азота из этого воздуха при помощи сепаратора азота типа OBIGGS (3) и средства (4, 5) распределения этого азота вокруг указанных компонентов.

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Топливный бак, соединенный с приборным отсеком разгонного блока, содержит размещенные последовательно и соединенные друг с другом первое сферическое днище, опорный шпангоут, цилиндрическую проставку и второе сферическое днище.

Группа изобретений относится к двигательным и энергосистемам транспортных средств (объектов), перемещающихся в любых средах, в т.ч. в воздушно-космическом пространстве.

Изобретение относится к космической технике. В ступени ракеты для запуска космических летательных аппаратов, содержащей по меньшей мере один бак для раздельного содержания топлива и окислителя, двигатель, раму для крепления двигателя и основную конструкцию, соединяющую различные компоненты друг с другом, рама для крепления двигателя по меньшей мере частично установлена внутри бака.

Группа изобретений относится к методам и средствам доставки полезных грузов (ПГ) в космос и их возвращения на поверхность небесного тела. ПГ в виде кольцевых или панельных космических электростанций, радиотелескопов с решетчатой (сетчатой) поверхностью и т.п.

Группа изобретений относится к методам и средствам доставки негабаритных грузов (НГ) в космос и их возвращения на поверхность небесного тела. Выводимый НГ опоясывают ступенями носителей торообразной формы, повторяющей очертания НГ.

Изобретение относится к конструкции и компоновке космических аппаратов. Модуль содержит корпус с размещенными внутри блоками служебной аппаратуры, аккумуляторную батарею, антенну радиосвязи (12), радиаторы-охладители (6, 9) и поворотные панели (8) солнечных батарей.

Изобретение относится к космической технике. Блок двигателей малой тяги разгонного блока содержит корпус коробчатой формы, два закрепленных на нижнем основании корпуса двигателя стабилизации, двигатель стабилизации, закрепленный на одной из боковых стенок корпуса, и кронштейн.

Изобретение относится к управлению ориентацией космических аппаратов (КА), осуществляемой в солнечно-земной системе координат. Способ включает ориентацию первой оси КА на Землю путем разворотов вокруг второй и третьей осей КА с помощью электромеханических исполнительных органов.

Изобретение относится к управлению ориентацией космических аппаратов (КА), осуществляемой в солнечно-земной системе координат. Способ включает ориентацию первой оси КА на Землю путем разворотов вокруг второй и третьей осей КА с помощью электромеханических исполнительных органов.

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космических аппаратов, преимущественно пико- и наноспутников (класса CubeSat). Способ осуществляется устройством, включающим в себя оптическую систему с фотоприемниками каналов тангажа и рысканья, а также средство определения отклонения продольной оси наноспутника от местной вертикали.

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космических (КА) и авиационных летательных аппаратов (ЛА) с помощью чувствительных элементов. Устройство содержит размещённые на основании датчики (Д) ориентации (гироскопические или звёздные) аппарата относительно инерциальной системы координат.

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космических (КА) и авиационных летательных аппаратов (ЛА) с помощью чувствительных элементов. Устройство содержит размещённые на основании датчики (Д) ориентации КА относительно астрономических объектов.

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космических (КА) и авиационных летательных аппаратов (ЛА) с помощью чувствительных элементов. Устройство содержит размещённые на основании датчики (Д) ориентации относительно инерциальной системы координат и относительно астрономических объектов.

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космических (КА) и авиационных летательных аппаратов (ЛА) с помощью чувствительных элементов. Устройство содержит размещённые на основании датчики (Д) ориентации (гироскопические или звёздные) аппарата относительно инерциальной системы координат.

Изобретение относится к управлению угловым движением космического аппарата (КА) с силовыми гироскопами (СГ) и солнечными батареями (СБ), установленными на взаимно противоположных сторонах КА.

Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат включает в себя определение силы, действующей на рабочую поверхность от давления поглощённого и отражённого света.

Группа изобретений относится к космической технике. В способе контроля нештатных ситуаций на пилотируемом КА определяют параметры относительного положения излучателей инфракрасных импульсных сигналов, размещенных на подвижных частях космонавтов, осуществляют измерение параметров, определяют значения координат местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов в системе координат КА, определяют параметры текущего положения космонавтов, перемещаемых элементов относительно КА, осуществляют определение необходимых для выполнения операций на КА в случае выявления нештатной ситуации с учетом значений параметров текущего и прогнозируемого положения космонавтов.

Устройство для автономного определения навигационных параметров и параметров ориентации пилотируемого космического корабля содержит оптический блок сопряжения, выполненный в виде призменного блока, позволяющий одновременно наблюдать два непересекающихся участка звездного неба, одного с навигационными звездами, а другого с горизонтом планеты.

Траектория полета двухступенчатой ракеты периодически прогнозируется в течение полета, и прогнозируемая точка падения, когда блок первой ступени ракеты или обтекатель отделяется и отбрасывается от второй ступени ракеты, периодически прогнозируется в каждой промежуточной запланированной точке на прогнозируемой траектории полета. До тех пор, пока существует промежуточная запланированная точка, такая, что обе прогнозируемые точки падения блока первой ступени ракеты или обтекателя находятся в пределах безопасной области, процесс периодически выполняется для того, чтобы назначить промежуточную запланированную точку, наиболее удаленную от места запуска двухступенчатой ракеты в качестве точки отделения-и-отбрасывания блока первой ступени ракеты, и когда двухступенчатая ракета достигает этой точки отделения-и-отбрасывания, блок первой ступени ракеты или обтекатель отделяется и отбрасывается. Обеспечивается возможность сбросить отбрасываемый объект, такой как отбрасываемый блок n-ой ступени ракеты или одноступенчатая ракета, двигатель которой выключился, таким образом, чтобы упасть в пределах безопасной области во время расходования как можно большего объема переносимого топлива для того, чтобы расширить возможность запуска. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Наверх