推进剂管路内负压形成机理研究

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1、第41卷第4期火箭推进V01．41，No．42015年8月JOURNALOFROCKETPROPULSIONAug．2015推进剂管路内负压形成机理研究曹伟，王睿，陈剑，魏彦祥，金广明，刘锋(上海空间推进研究所，上海201112)摘要：嫦娥三号着陆器推进系统正样产品在测试过程中，轨控推进剂管路出现了一段时间的负压现象，为查找负压出现的原因，推进系统采用故障树分析方法对推进剂管路内负压形成机理进行了研究，并基于故障树分析结论，进行了单机级、系统级的多项专项验证试验，通过试验研究最终确认了推进剂管路内负压形成机理，该现象是由

2、于嫦娥三号着陆器推进系统检漏时采用纯氦气工质，检漏结束后常压氦气长期存储在推进剂管路内，由于管路内纯氦气浓度远高于外界空气，存在氦气分子通过断流阀微通道缓慢扩散出去现象，随着扩散量的不断下降积累，导致推进剂管路内压力逐步减小，产生了负压。该现象与分子扩散理论的机理和规律相符，为系统正常固有现象，对飞行试验无影响。关键词：推进系统；推进剂管路；负压现象；分子扩散中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2015104—0037—06Researchonformationmechanismofne

3、gativepressurephenomenoninpropellantpipelineCAOWei，WANGRui，CHENJian，WEIYanxiang，JINGuangming，LIUFeng(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai2012，China)AbstI'aet：DuringtestingprocessoflandingpropulsionsysteminChang。e3，thenegativepressurephenomenonwasdetectedin

4、thepropellantpipelinefororbitcontr01．Faulttreeanalysismethodwasusedtoinvestigatetheformationmechanismofthenegativepressurephenomenon．Singlelevelandsystemlevelvalidationtestswereconductedbasedontheanalyticalresultsfromfaulttreeanalysismethod．Theformationmechanismo

5、fthenegativepressurephenomenonwasconfirmedbyexperimentsandinvestigation．Thephenomenoniscausedbyhelium，whichisusedintheleakhuntingofChang。e3propulsionsystem，andthenstayedinthepipelineforalongtime．Heliumconcentrationinthepipelineisfarhigherthantheairinenvironment，S

6、Oheliummoleculardiffusionoccurswithpressuredropinthesystem，andthenegativepressurephenomenonisappeared．Thenegativepressurephenomenoncoincideswiththemechanismandruleofthemoleculardiffusiontheory．Itisnaturalphenomenonofthesystemandhasnoinfluenceontheflighttest．收稿日期：

7、2015—02—06；修回日期：2015—03—27基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2012JY03)作者简介：曹伟(198l一)，男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机系统设计38火箭推进2015年8月Ke柙ords：propulsionsystem；propellantpipeline；negativepressurephenomenon；moleculardi伍Jsion0引言嫦娥三号着陆器推进系统正样产品在整器测试过程中，轨控管路出现了一段时间的负压现象。为了查找负压现象出现的原因，推进系统按照故障树方

8、法开展了分析工作，并基于故障树分析结论，进行了一系列试验验证工作，最终确认了负压出现的机理，并针对飞行试验进行了影响分析。1现象及描述嫦娥三号推进系统正样产品在出所前测试及北京交付前检漏工作时(2012年5月26日)所有压力传感器常压输出均正常，且数据稳定。推进系统交付总体后，参加整器阶段测试时，轨控管路压力传感器P