低温上面级滑行段的推进剂管理

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1、2007年第1期导弹与航天运载技术No.12007总第287期MISSILEANDSPACEVEHCILESumNo.287文章编号：1004-7182(2007)01-0027-05低温上面级滑行段的推进剂管理褚桂敏（北京强度环境研究所，北京，100076）摘要：介绍低温上面级的推进剂管理方法、落塔试验、飞行试验和流体动力学数值模拟。重点讨论半人马座连续推力控制和间断式推力控制的管理方法。多次启动与长时间轨道滑行是国外低温上面级的共同特点，间断式推力控制目前是基本的推进剂管理方法。对于连续推力控制，不应

2、该简单地按照线性放大因子确定沉底段推力值；保持段推力值应根据干扰确定，不存在临界B0数。利用航天器分离后的运载火箭进行推进剂管理试验的方法值得借鉴。关键词：低温上面级；推进剂管理；落塔试验；飞行试验中图分类号：V51文献标识码：APropellantManagementofCryogenicUpperStageDuringCoastChuGuimin(BeijingInstituteofStructureandEnvironmentEngineering,Beijing,100076)Abstract：T

3、hepropellantmanagementmethod,thedroptowertest,theflighttestandthefluid-dynamicnumericalsimulationofcryogenicupperstagesareintroduced,focusedonthemanagementmethodforcontinuousanddiscontinuousthrustcontroloftheCentuarupperstage.Longcoastperiodandmultiple-ig

4、nitioncapabilityarethecommonfeaturesofforeigncryogenicupperstages.Discontinuousthrustcontrolisthebasicmanagementmethodatpresent.Forthecontinuousthrustcontrol,itisnotcorrecttodeterminethethrustlevelofthesettlingphaseaccordingtoalinermagnificationfactor,whi

5、lethethrustleveloftheretentionphaseshouldbedefinedaccordingtothepropellantdisturbancesandthereisnocriticalBondnumberforthisphase.Itisausefulexperiencethatthetestofpropellantmanagementcouldbeappliedtothelaunchvehicleaftertheseparationofitsonboardspacecraft

6、.KeyWords：Cryogenicupperstage;Propellantmanagement;Droptowertest;Flighttest0引言脉冲式沉底、零压头启动和推进剂管理装置（PMD）。为了满足不同的发射要求，大型液体运载火箭上早期低温上面级如半人马座D、土星S-IVB级都面级的主发动机一般具有两次或多次启动能力。在滑采用三段式连续推力作用的管理方案。在解决了液氢行段火箭处于微重或低重环境，为了保证滑行段之后箱隔热问题以后，半人马座开始采用间断式推力作用的发动机再启动，必须解决好推进剂

7、管理问题。大型方案。从20世纪60年代的半人马座D到90年代作为运载火箭的二级或三级具有两次或多次启动能力，也大力神Ⅳ上面级的宽体半人马座，其推进剂管理方案同样存在推进剂的管理问题。有很大变化，它的成功经验无疑值得我们很好借鉴，上面级所使用的推进剂，大体上可以分为可贮推文中比较详细地介绍了半人马座的推进剂管理问题。进剂和液氢、液氧低温推进剂，本文主要讨论低温推落塔试验是研究微重力环境下液体动力学问题的进剂的管理问题。主要试验方法，针对型号关心的问题有大量试验研究，本文首先介绍低温上面级的推进剂管理方法，包

8、本文只介绍与推进剂管理有关的试验问题，包括关机括通用上面级半人马座、土星Ⅴ上面级S-ⅣB、长征时的晃动放大、液体重定位和液体从贮箱内出流，而三号三子级、阿里安5低温上面级ESC-B、日本H-2A且只限于介绍具体型号的相似模型试验。第2级，它们都采用连续推力控制或间断推力控制的推进剂管理的飞行试验验证非常重要，早期研制方法使推进剂沉底。本文也简要介绍其它管理方式如的半人马座D和土星S-VIB相继进行了验证推进剂管收稿时间：200