用于并联金属膜片贮箱均衡排放的一种控制方法

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1、第38卷第5期火箭推进Vo1．38．No．52012年10月JOURNALOFROCKETPROPULS10NOet．2012用于并联金属膜片贮箱均衡排放的一种控制方法魏彦祥，赵京(上海空间推进研究所，上海200233)摘要：为控制并联金属膜片贮箱的均衡排放性能，对并联金属膜片贮箱均衡排放的控制措施进行了理论分析和试验研究，得出了一种能够有效控制并联金属膜片贮箱均衡排放的方法。本方法对使用并联金属膜片贮箱的推进系统具有借鉴意义。关键词：金属膜片贮箱；均衡排放；控制措施中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—93

2、74(2012)05—0037—05ControlmethodforequalexpulsionofparallelmetallicdiaphragmtanksWEIYan—xiang，ZHAOJing(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai200233，China)Abstract：Inordertocontroltheequalexpulsionofparallelmetallicdiaphragmtanks，theoreticalanalyzsisandexperimental

3、studyoncontrolmeasuresforequalexpulsionperformanceofparallelmetallicdiaphragmtankswereperformed．Aneficaciousmethodtocontroltheequalexpulsionofparallelmetallicdiaphragmtankswasachieved．Itprovidedanimportantreferencetopropulsionsys—ternsusingparallelmetallicdiaphragmtan

4、ks．Keyword8：metallicdiaphragmtank；equalexpulsion；controlmeasure放不均衡会引起航天器的质心变化，超差时会影0引言响航天器的正常工作，严重时甚至能导致航天器失控翻转，因此并联贮箱的排放不均衡量一直是为提高承载能力，目前大型静止轨道卫星、推进系统的一个重要技术指标。并联金属膜片贮飞船、深空探测器等航天器普遍采用四贮箱两两箱的排放不均衡量既与并联的两个金属膜片贮箱并联的布局构型：两个氧化剂贮箱并联，两个燃本身的金属膜片压差性能差异有关，也与推进系料贮箱并联。航天器工作过程中，

5、相同组元两个统的管路流阻特性有关。并联贮箱内的推进剂消耗质量会存在差异，这个本文主要研究并联金属膜片贮箱均衡排放的差异称为并联贮箱排放不均衡量。并联贮箱的排控制措施，探讨并联金属膜片贮箱均衡排放的分收稿日期：201l-10—26；修回日期：2012—02—23基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2006JYI2)作者简介：魏彦祥(1974一)，男，硕士，研究领域为航空宇航推进理论与工程38火箭推进2012年10月析评定和试验验证方法，并通过试验验证并联金金管路对贮箱有刚性支撑作用，会使电子秤测量属膜片贮箱均衡排放的控制措施。的

6、重量不是贮箱的真实重量。为消除刚性管路对贮箱的支撑，可把与贮箱直接相连的管路改成软1并联金属膜片贮箱均衡排放试验管，或者把与贮箱相连的所有管路紧固装置松方案开，使贮箱上下运动时管路不对贮箱产生牵引力。如果贮箱的连接管路采用软管，管路的走向1．1试验系统配置难于固定，管路流阻与真实产品不同，所以试验并联金属膜片贮箱的均衡排放性能，需要通采用松开管路紧固装置的方法来消除刚性管路对过地面试验来验证。并联贮箱均衡排放试验采用贮箱的牵引力。全系统配置，充分考虑贮箱性能差异和管路布局不同对并联均衡排放的影响。1．2试验称重方案采用全系统配置进

7、行并联贮箱均衡排放试验，能够真实模拟推进系统工作过程中两个并联贮箱内推进剂(模拟工质)的消耗过程，但是怎样实时、准确地测量两个贮箱内推进剂的质量却比较困难。如果直接在贮箱出口安装流量计，也能实时测出贮箱的流量，但是破坏了推进系统的管路特性，系统管路走向和流阻发生了变化，试验结果不能反映真实产品的性能。如果采用非接触式流量计，系统管路的流阻特性没变，但是流图1贮箱安装构型图Fig．1Configurationoftanks量计的精度不能满足试验要求。推进系统的贮箱通常安装在星体的主承力结构上，采用电子秤无法直接测量贮箱内推进剂的质量

8、。如果不用星体结构、贮箱直接放在电子秤上，也能实时测出贮箱内推进剂的质量，但是管路走向、布局无法保证，试验结果也不能反映真实产品的性能。本文以采用并联金属膜片贮箱布局构型的一个推进系统为例，探讨并联金属膜片贮箱均衡排放试验的设计和控制措施。该推进系