基于剩余推进剂估算的卫星寿命预测方法

针对地球静止轨道卫星在轨寿命问题,提出了通过星上液体剩余推进剂计算分析卫星在轨寿命的方法,研究了工程中影响卫星在轨寿命的因素,给出了适用于工程的卫星寿命预测方法,并通过工程进行了验证．

运载火箭剩余推进剂羽流污染量计算

应用真空技术 ,分析了CZ 4B运载火箭的第三级火箭在星箭分离后 ,贮箱内剩余推进剂排放的物理过程及推进剂排放对FY 1卫星及SJ 5搭载卫星的可能污染量 ,给出了问题的基本假设、物理模型和数值解法 .对卫星及其副星在排放过程中所遭遇到的最大污染量 ,给出了计算和分析结果 .

结合多种剩余推进剂测量方法的应用研究

基于"十一五"期间对多种航天器剩余推进剂测量方法的研究成果,分析了气体注入(压力激励)法、超声波流量计法、加速度计法、热容法以及压力-体积-温度(PVT)法和簿记(BK)法的适用范围,对这些剩余推进剂测量方法在航天器整个寿命期间不同时期的应用方案进行了研究,提出了3种典型的测量方法组合方案和应用策略.

某火箭三子级剩余推进剂汽化研究

针对某火箭三子级剩余推进剂的汽化过程 ,建立了一个零维的数学物理模型 .在给定太阳辐射角的工况下 ,对贮箱中低温液体推进剂汽化时 ,贮箱内气体温度和压力变化、贮箱内质量变化、进入贮箱的外界热流的变化及贮箱排放推力的变化等进行了数值计算 ,并对贮箱保险活门排放推力对火箭在轨速度的极限影响作了简单分析 .计算结果可进一步用于该火箭三子级钝化技术的研究 .

剩余推进剂排放对卫星表面污染量的计算

分析了某运载火箭的第三级火箭在星箭分离后,贮箱内剩余推进剂排放的物理过程;应用Euler理论的多相流体模型,建立了剩余推进剂排放气-粒两相湍流流动的数学模型;计算了剩余推进剂排放对卫星造成的最大污染量,为推进剂排放方案的实施与否提供理论依据.

低重力状态下末级火箭剩余推进剂空间排放干扰分析

根据流体力学原理、流型分析，对低重力状态下剩余推进剂空间排放干扰进行了分析、计算。分析认为，采取对称的排放平衡器能满足空间排放姿态稳定控制系统的要求。

低重力或失重环境下剩余推进剂的管理和排放技术研究

论述低重力或失重境环下的液体特性,飞行器的剩余推进剂对航天飞行器的影响。讨论了在低重力或失重环境下液体推进剂的管理和空间排放技术,并提出了“长征”型号末级火箭剩余推进剂管理与排放的方案。

环境对气体注入法测量剩余推进剂的影响分析

为提高在轨剩余推进剂测量精度,根据气体注入法测量推进剂剩余量的原理,结合地面试验情况,针对地面试验和卫星在轨的环境差异对测量结果的影响进行了分析,结果表明:气体注入法的地面试验结果能够反映在轨实施的测量情况;在轨环境与地面环境的差异对于温度测量的影响,可以通过延长试验的测量时间和增加测温点等手段加以消除。

剩余推进剂排放系统研究

论述中国首枚上面级火箭剩余推进剂排放方案论证 ,排放系统方案选择 ;提出中国专用排放系统方案 ,排放系统设计、研制与试验研究的全过程 。

末级火箭剩余推进剂的排放技术

与日俱增的空间碎片严重地威胁着航天器的安全,据美国航宇局的研究表明,如果不采取新的防范措施,90年代航天器与空间碎片碰撞的可能性将超过现有的安全限度。 据美国资料统计(至1990年11月),地球上空的卫星(含空间碎片)数量中,碎裂碎片占39％(见图1)。在这些碎片中,除美国及原苏联为空间竞争进行空间试验所产生的大量碎裂碎片以外,相当部分是末级火箭在完成运送任务以后,在轨道上运行过程中发生爆炸而产生的碎片。据资料统计,至1991年5月,末级火箭在轨道上爆炸已达129次。因此,防止末级火箭在轨道上爆炸是减少空间碎片增长的一个重要措施。

高混合比双组元推进剂剩余量偏置控制研究

运载能力是火箭的核心性能指标,大型液体运载火箭大都采用高性能的双组元推进剂,推进剂的使用及剩余量控制对运载能力和运载效率影响很大,特别是入轨级。针对目前火箭常用的高性能双组元推进剂,利用系统对推进剂混合比偏差的调节能力,研究了3种控制模型(等概率耗尽模型、等质量剩余模型、最优剩余模型)及其对运载能力的影响。根据理论分析、模拟打靶及飞行数据对比,发现相较传统的氧燃推进剂等比例剩余控制策略,对于高混合比的氢氧推进剂,氧化剂和燃烧剂在非等比例剩余的情况下能够减少推进剂剩余量,提升运载能力,等质量剩余和最优剩余差别较小,在工程上可以采用更简单的等质量剩余控制推进剂剩余量。

液体推进剂在轨剩余量测量方法研究进展

介绍了在轨航天器液体推进剂剩余量测量技术国内外研究进展,并展望了未来的研究方向。首先简要介绍了造成微重力条件下液体推进剂剩余量测量困难的原因;接着回顾了液体推进剂剩余量测量技术的发展脉络,将其技术发展分为技术萌芽、技术成熟和新技术探索三个阶段;然后从基本原理、误差分析、研究进展等方面综述了常用的簿记法(Book-Keeping,BK)、压力体积温度法(Pressure-Volume-Temperature,PVT)和热量激励法(Thermal Gauging Method,TGM)等液体推进剂在轨剩余量测量技术,对比分析了各种方法的优缺点;最后,展望了液体推进剂在轨剩余量测量技术的发展方向:一是利用不同测量技术在不同卫星寿命期间具有不同测量精度的特点,将多种测量技术进行结合,以提高整体测量精度;二是开发适用于卫星全寿命周期高精度测量的新方法。

测量液体推进剂剩余量的体积激励法

首先给出了以贮箱内气体为对象的一般热力学测量控制方程,完成气体及液体体积的计算;以贮箱系统为研究对象,建立了系统处于等温、绝热及非等温条件下的热力学模型,考虑了气体与液体、贮箱壁的传热传质等因素,得出了比较理想的测量模型。其次,对影响测量的系统误差进行了分析,建立了各种影响因素的误差模型,并提出了相应的修正措施。然后,给出了在现有技术水平下测量的最大误差,结果表明测量误差在贮箱总体积的1%以内。最后,对激励频率、体积改变量大小及测量设备等相关应用技术问题进行了分析讨论与合理设计。体积激励法是一种可满足测量精度和耗能要求的良好方法。

一种推进剂剩余量在轨测量方法研究

对我国某卫星平台气体注入压力激励推进剂剩余量测量方法进行了研究，建立了剩余量计算模型，开发了计算软件，开展了地面试验，结果表明，测量误差在-0．68％-0．66％范围内，达到了较高的测量精度。

热容法测量推进剂剩余量的地面试验

热容法作为一种新的推进剂剩余量测量方法,由于具有实施方便、测量精度高等优点,适用于卫星在轨寿命末期的推进剂测量.为了验证热容法的可行性,考察热容法的测量精度,并对星上热容法方案给出实施建议,对某贮箱进行了热容法试验验证研究.在不同加热工况下,对不同试液装填量进行试验,采集不同测温点的热响应数据,通过对试验数据的分析,得出了热容法的测量精度,验证了热容法的可行性,并且提出了具体的实施建议,为热容法的后续在轨应用提供参考.

基于气体注入法的高精度推进剂剩余量测量方法

在载人月球探测任务中,为准确预测携带大量推进剂航天器的质量特性和在轨寿命以便进行飞行任务规划和控制,需要精确测量低重力条件下航天器推进剂剩余质量。文章对基于气体注入法的航天器贮箱推进剂剩余量测量精度和关键影响因素进行了仿真研究,研究结果表明:随着航天器贮箱中推进剂剩余量的不断减少,气体注入法测量精度不断降低;测量实施过程中贮箱压力值变化幅度越大,测量精度越高;测量精度受测量系统温度传感器精度影响相对较小,受测量系统压力传感器精度影响较大,呈近似线性相关;基于气体注入法的高精度推进剂剩余量测量方法,可通过选用高精度压力传感器和增大测量实施过程中贮箱压力值变化幅度实现。

基于发动机干扰力矩分析并联贮箱推进剂剩余量

针对传统方法不支持多并联贮箱的推进剂剩余量计算、新研方法需新增设备致重量和成本较高的问题,依据“发动机干扰力矩-卫星质心-推进剂剩余量”三者间的关系,提出了基于发动机干扰力矩计算并联贮箱推进剂剩余量的方法。给出了计算模型,确定了发动机干扰力矩与每台并联贮箱推进剂剩余量之间的关系,给出了数值计算流程,并开展了若干工况计算,结果表明,当并联贮箱排放流量不相等时,卫星质心会偏移,导致发动机干扰力矩增加。最后开展了误差分析,考虑输入参数的工程实际偏差,得出计算方法综合均方根误差约在1%量级。

载人飞船推进剂剩余量在轨直接测量技术

在载人航天工程交会对接任务中,基于对载人飞船推进剂剩余量在轨实时高精度测量需求的背景,采用理论分析和试验验证相结合的方法,研究了剩余量直接在轨测量技术原理、影响测量精度的因素及解决措施等问题。研究表明,在轨推进剂剩余量直接测量系统方案具有易于实现,测量精度高,同时能够实时、直观反映系统中各贮箱推进剂消耗情况等特点。

双组元推进剂推进特性和推进剂剩余量的预测——分析模型与INSAT-1B飞行数据的比较

INSAT-1B通信和气象卫星是1983年8月31日由挑战者号航天飞机发射的。该卫星在轨道上成功地运行了5年零10个月以上。它提供了极其有价值的飞行数据,描述出一个双组元推进剂分系统在转移轨道和在地球同步轨道上运行的特性。已研制并校准了分析模型,以便确定490N远地点推力器和22N姿态和轨道控制推力器的特性,确定羽流撞击对推力器速度增量降低的影响和确定推进剂剩余量。已证明这些经飞行证明的分析模型具有高精度预测和模拟飞行特性的能力。将简要描述统一双组元推进分系统和飞行数据。通过比较飞行数据与飞行模型来说明公系统特性。

有机结合 PVT 和 BK 法以降低测量卫星液体推进剂的不确定度

提出了一种ＰＶＴ和ＢＫ有机结合以降低卫星液体推进剂测量不确定度的新方法，通过分析说明了当应用高精度高分辨压传感器测量压力时，卫星寿命末期推进剂测量不确定度可降低到贮箱总体积的２％以下。