重心と交差する線からエンジンをジンバルするとトルクが発生し、回転速度が発生します 車両が安定している場合、たわみが非常に小さいと、最終的に目的のピッチ角になります。

基本的なロジックは、通常、 PIDコントローラーなどを使用した自動制御ループです。特定の迎え角制限を超えないなど、いくつかの追加の制約があります。実際のジンバル角度は、突風、不均一な推力、推進剤のスロッシュなど、ビークルに発生するすべての現実世界のことを補正する必要があるため、飛行中常に変化します。

適切に調整されたPIDコントローラーの優れた機能は、ターゲットからさらに離れると（つまり、ジンバル角度が大きくなる）、より大きな制御信号を生成することです。比例制御は、何らかの理由で追いついておらず（I-for-integral部分）、ターゲット周辺の過剰補償と不要な振動（D-for-derivative部分）を回避します。

シャトルの更新ループは 40ミリ秒ごとに実行されると思います。

サターンVのガイダンスシステムは、の比例部分と微分部分のゲインを調整しました。飛行中のスケジュールされた時間にコントローラーを、車両が軽くなり、空気の密度が低くなるように調整します。 （これが、その制御がPIDではなくPDであったことを意味するかどうかはわかりません）。 サターンVガイダンスシステムに関するこのドキュメントは、参考になるかもしれません。

あなたのシムがどこでうまくいかないのかわかりません。ジンバルのメインエンジンを45度に回転させて保持すると、ロケットがすぐに弾けると思います。 （エンジンと重心の間の距離を正しくモデル化し、そこから妥当なトルク値を取得していますか？）

ここに、私の答えを解釈できるように、シャトルの上昇ガイダンスの基本がいくつかあります。

最初の段階で、シャトルは、とりわけ、事前に設計された（したがって開ループの）ピッチヨーロールプロファイルに基づいて飛行しました。 、その日の測定された風について。 （姿勢ターゲットのみが開ループであったことに注意してください。シャトルは閉ループ制御システムを使用してそれらのターゲットに飛行しました。）

固体ロケットブースターの分離後、PoweredExplicitと呼ばれる閉ループガイダンススキームガイダンスが使用され、車両はメインエンジンカットオフ（MECO）の目標に向けられました。このフェーズでは、指令された姿勢が継続的に計算されました。

したがって、シャトルが一定の姿勢で飛行している場合でも、エンジンは継続的にジンバルを行い、推力ベクトルが質量の中心を指すようにします。推進剤が使い果たされたため。

また、最初の段階では、ノズルからcg

中央のSSMEピッチジンバルがリフトオフで約4.25度で始まり、SRB sepで5度をわずかに超えるまでゆっくりと上昇し、その後、sepで1度を少し超えるまで急激に移動したことを示すメモがいくつかあります。第2段階では、ジンバルはゆっくりと上昇し、MECOで再び約4.25度巻き上げられました。

これらのジンバル角度は、ヌル取り付け位置から測定されていることに注意してください。この側面図からわかるように、エンジンの取り付け位置にはピッチ角が組み込まれているため、ヌルの取り付け位置は平均cgをほぼ指します。

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左右のメインエンジンに取り付けられたヌル位置は、X軸から10°上、X軸に平行なエンジン中心線から3.5°外側です。センターエンジンの取り付けられたヌル位置は、ピッチの場合はX軸の中心線より16°上にあり、ヨーの場合はX軸の中心線上にあります。

したがって、私が知っている外部燃料タンクの中心線からの最大角度たわみは、約21度の場合、約5度に16度のヌル取り付け角度を加えたものになります。かなり奇妙なシャトルサイドマウントエンジン構成を考えると、特により対称的な車両を使用している場合は、45度のジンバル角度が大きすぎると言わざるを得ません。

出典

DOLILU概要プレゼンテーション

シャトルクルー操作マニュアル 2-13.47

個人メモ