低温推进剂在轨贮存与管理系统方案研究

《低温推进剂在轨贮存与管理系统方案研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第２３卷第３期载人航天Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．３２０１７年６月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＪｕｎ．２０１７低温推进剂在轨贮存与管理系统方案研究１，２２２１吴胜宝，申麟，董晓琳，章定国（１．南京理工大学理学院，南京２１００９４；２．中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京１０００７６）摘要：为解决空间恶劣热环境和微重力环境下推进剂大量蒸发损耗及推进剂的气液两相混合等问题，低温推进剂在轨贮存与管理系统应具备绝热、贮箱压力控制、推进剂管理、热量转移及制冷等功能。以载人月球探测任务、载人火星探测任务中低温轨道转移级为背景，阐述了低温推进剂在轨贮存与管理系统的方案：低温贮箱采用泡沫＋多层隔

2、热材料复合结构、基于碳纤维复合材料的Ｖ２０型杆系连接支撑结构、可充填式启动篮推进剂管理装置等方案；载人月球探测任务中低温轨道转移级压力控制可采用推进剂沉底排气方案；对于载人火星探测任务，低温轨道转移级压力控制可采用热力学排气方案，并采用低温制冷机主动制冷。关键词：低温推进剂；在轨贮存与管理；蒸发量控制；低温轨道转移级中图分类号：Ｖ５１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０１７）０３⁃０３６５⁃０５ＳｃｈｅｍｅＲｅｓｅａｒｃｈoｆＣｒｙoｇｅｎｉｃｐｒoｐｅllａｎｔＯｎ⁃oｒｂｉｔＳｔoｒａｇｅａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ１，２２２１ＷＵＳｈｅｎｇｂａｏ，Ｓ

3、ＨＥＮＬｉｎ，ＤＯＮＧＸｉａｏｌｉｎ，ＺＨＡＮＧＤｉｎｇｇｕｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒｏｆＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＬａｕｎｃｈＶｅｈｉｃｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｂｏｉｌ⁃ｏｆｆｉｎｔｈｅａｄｖｅｒｓｅｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｇａｓ⁃ｌｉｑｕｉｄｍｉｘｉｎｇｉｎｔｈｅ

4、ｍｉｃｒｏｇｒａｖｉｔｙ，ｔｈｅｃｒｙｏｇｅｎｉｃｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｏｎ⁃ｏｒｂｉｔｓｔｏｒａｇｅａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｍｕｓｔｈａｖｅｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔａｎｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｃｒｙｏｇｅｎｉｃｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｏｎ⁃ｏｒｂｉｔｓｔｏｒａｇｅａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓ⁃ｔｅｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｃｒｙｏｇｅｎｉｃｏｒｂｉｔａｌｔｒａｎｓｆｅｒｓｔａｇｅ

5、ｉｎｔｈｅｍａｎｎｅｄｌｕｎａｒｍｉｓｓｉｏｎｏｒＭａｒｓｍｉｓ⁃ｓｉｏｎ．Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｔａｎｋａｄｏｐｔｅｄｔｈｅｆｏａｍ＋ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｖ２０ｂａｒｔｙｐｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ，ａｎｄｒｅｆｉｌｌａｂｌｅｓｔａｒｔ⁃ｂａｓｋｅｔｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅ．Ｆｏｒｍａｎ⁃ｎｅｄｌｕｎａｒｍｉｓｓｉｏｎ，ｔｈｅｔａｎｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｕｂｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｃｒｙｏｇｅｎｉｃｏｒｂｉｔａｌｔｒａｎｓｆｅｒｓｔａｇｅｃｏｕｌｄａ⁃ｄｏ

6、ｐｔｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｉｎｋａｎｄｇａｓｂｌｏｗｏｆｆ．ＦｏｒｍａｎｎｅｄＭａｒｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｖｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒｗａｓｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｋｅｙｗoｒｄｓ：ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ；ｏｎｏｒｂｉｔｓｔｏｒａｇｅａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｂｏｉｌｏｆｆｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｏｒ⁃ｂｉｔａｌｔｒａｎｓｆｅｒｓｔａｇｅ温推进剂在轨贮存与管理技术是载人深空探测任１引言［１］务的关键技术之一，是一项可应用于上面级、低温推进剂比冲高，无毒无污染，相较于常规空间站、长期在轨航天器的先进技术。美

7、国从２０推进剂，采用低温推进剂可有效降低航天器和任世纪５０年代开始，持续开展低温推进剂在轨贮存［３］务规模，是ＮＡＳＡ未来月球探测、火星探测、更远与管理技术研究，包括先进绝热结构及材料、［１⁃２］［４］［５］距离深空探测的首选推进剂。与此对应的低热力学排气技术、主动制冷技术等。因各项收稿日期：２０１６⁃０５⁃２７；修回日期：２０１７⁃０４⁃２５基金项目：载人航天预先研究项目（０６０３０１）第一作者：吴胜宝，男，硕士，高级工程师，研究方向为航天运输系统总体设计。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｕｓ