IV Congreso Argentino de Tecnología Espacial ACCIONAMIENTO CRUZADO DE UNA TOBERA, CONSIDERACIONES CINEMÁTICAS Y LEY DE CONTROL COVA, WALTER J. D. (1) (3) (*) - JAZNI, JORGE E. (1) (3) - NAGUIL, JORGE L. (1) – PEDRONI, JUAN P. (1) - MODESTI, MARIO R. (2) (1) Instituto Universitario Aeronáutico, Centro de Investigaciones Aplicadas, Departamento Sistemas Electromecánicos. Av. Fuerza Aérea 6500 – CP(5022) Córdoba – Argentina. (*) Tel. 0351-4664242 e-mail: wcova@iua.edu.ar (2) Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, CIII - Centro de Investigación en Informática para la Ingeniería, LabSen (Laboratorio de Sensores). Maestro Marcelo López y Cruz Roja Argentina – CP(5016) Córdoba – Argentina. (3) Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, CUDAR - Centro Universitario de Desarrollo en Automación y Robótica. Maestro Marcelo López y Cruz Roja Argentina – CP(5016) Córdoba – Argentina. RESUMEN Se analizan las restricciones cinemáticas impuestas por la utilización de dos actuadores montados ortogo- nalmente entre sí para la orientación del eje de una tobera (sistema de control de empuje de un vehículo de lanzamiento), empleando pivotamientos asimilables a una cruceta. Se discute la realización de las funciones de cinemática directa e inversa mediante diferentes aproximaciones a las formulaciones analíti- cas, con el objeto de reducir los requerimientos sobre el procesador digital de comandos. Se estudian las condiciones de ortodromicidad aplicables a la trayectoria del eje de la tobera y se genera la correspon- diente ley de control para el movimiento combinado de los actuadores, sometida a las especificaciones de comportamiento dinámico impuestas por los requerimientos de diseño. Se validan los resultados obteni- dos mediante simulaciones en condiciones de funcionamiento no lineal y lineal (respectivamente para grandes y pequeñas señales), que incluyen el cálculo del índice de comportamiento, definido en función del desvío de la trayectoria real del eje de la tobera respecto de la ortodrómica optimal. 1.- INTRODUCCIÓN La utilización de toberas individualmente pivotantes (swiveling nozzle) o moviéndose en conjunto con su cámara de combustión (gimbaled motor), constituye una solución muy difundida para el control del vector empuje en vehículos lanzadores, pudiendo emplear accionamientos hi- dráulicos, electrohidráulicos o electromecánicos, de acuerdo a las potencias en juego. Si bien existen antecedentes [1] que se remontan a los lanzadores Viking (1949) referi- dos al empleo de toberas o motores de reacción orientables para las maniobras de control de acti- tud, especialmente durante las fases de vuelo de baja presión dinámica, los aspectos relativos al control de posicionamiento de la(s) tobera(s) no se encuentran cubiertos explícitamente. En [2], Greensite describe la linealización de un actuador electrohidráulico para la tobera de la primera eta- pa de un lanzador, limitando su análisis al movi- miento en un plano. Rodríguez [3] presenta una descripción genérica de diferentes aplicaciones espaciales de actuadores electromecánicos. Roth [4] y Weir y Cowan [5] enfocan sus aportes al diseño y ensayo de electromotores especiales para actuadores. A su vez, Byrd y Parker [6] estudian la influencia de las fuerzas transitorias originadas por el encendido y apagado del motor de reacción sobre un actuador electromecánico.