在轨补加技术在小卫星上的应用

现代小卫星具有体轵小、质量轻、成本低、研制周期短等特点,且可协同工作形成功能相对传统卫星更完善的"虚拟卫星",因而逐渐成为新一代卫星发展主要方向。上海空间推进研究所在"十二五"期间开展了卫星在轨补加技术研究,进行了补加控制程序验证试验和补加关键性能验证试验,掌握了气垫压缩补加控制策略和加注量测量方法。研宄表明,卫星在轨补加技术论证充分,加注量测量精度可达2%,将有效地为在轨小卫星增效延寿。

纳入拘束效应的含缺陷航天压力容器安全评定

针对目前无法有效评价含缺陷航天压力容器结构完整性的问题,基于裂纹驱动力法,提出了一种纳入拘束效应的安全评定方法。构建了推进剂贮箱材料5A06铝合金的拘束相关的J_(R)曲线,采用高拘束试样J_(R)曲线和实际结构拘束相关的J_(R)曲线对裂纹缺陷进行了评定,并对最大预期载荷下的临界裂纹尺寸进行了预测。结果表明:采用考虑实际结构拘束水平的安全评定方法可得到较为准确的评定结果,同时可针对特定载荷下的临界裂纹尺寸进行准确预测。此外,可通过试验方法得到J_(R)曲线,进一步纳入加工缺陷、材料性能散差和焊接残余应力等因素的影响,其评定结果更为合理和准确。

萤火一号火星探测器防晃型贮箱技术

针对萤火一号(YH-1)火星探测器贮箱需具有防晃和蓄液排气等工作特点,对防晃型贮箱设计进行了研究。根据表面张力和微重力流体力学原理,设计了实现该功能的系列推进剂管理装置(PMD)。对层流式和叶片式两种PMD进行了微重力流体仿真和试验。经计算机仿真和落塔试验验证,优选出最佳PMD方案,设计的防晃贮箱满足探测器要求。

“柱形”铝内衬纤维缠绕复合材料气瓶自紧分析

自紧是纤维缠绕复合材料气瓶加工成型过程中的关键工序,其自紧压力大小直接影响气瓶的承压能力及疲劳寿命。本文基于复合材料层合板理论及各向同性材料弹塑性理论,采用ANSYS有限元分析软件,建立各向同性金属材料及各向异性复合材料层的有限元分析模型,对航天用53 L"柱型"铝内衬纤维缠绕复合材料气瓶进行自紧分析,研究自紧压力对气瓶铝内衬和纤维缠绕层受力状态的影响,确定气瓶最佳自紧压力。研究表明,自紧处理能显著降低气瓶铝内衬在工作压力下的最大拉应力,扩大其弹性工作范围,提高疲劳性能。

板式表面张力贮箱导流板的理论计算与试验验证

板式表面张力贮箱的PMD通常包括导流板与出口附近的蓄液器,导流板是影响板式贮箱性能的关键因素之一,由于地面没有失重环境无法直接进行导流板的工作原理地面验证。为了确认导流板的可用性,通过理论分析建立了导流板液体传输能力的计算方法,通过中性浮力试验对导流板的液体收集能力进行了试验验证。经过多次试验的试验结果与理论计算结果的对比分析,得到了一种可应用于工程设计的计算方法,利用该方法编程形成了一套计算软件,可指导板式表面张力贮箱内导流板的设计。

筛网LAD通道液氮动态出流性能研究

为了研究筛网LAD通道结构在低温推进剂中的气液分离及输送性能,设计、加工了覆盖筛网的圆管通道并通过可视化实验获得了液氮中LAD通道有效工作时的极限排放高度,并分析了流动损失的组成。结果表明,325×2300 Dutch Twill型编织筛网在自增压过程中发生泡破时的液氮极限排放高度为280 mm,所产生的水力静压损失为2222.64 Pa。分析认为,筛网在液氮中自增压的泡破裕度比氦气增压低是静压损失低于理论值的主要原因,筛网的焊接变形及玻璃杜瓦漏热不足是可能的次要原因。

可重复启动低温上面级的推进剂管理装置研究

回顾了低温上面级推进剂管理技术的国内外研究现状,分析了上面级微重力环境中低温推进剂管理涉及的液体蓄留、气液分离和局部热控等关键技术。开展了液氧贮箱推进剂管理装置的方案设计,并试验验证了可填充蓄液器的填充和下层板网的指定路径排气等关键功能,确认了方案的可行性。