卫星姿态控制和反作用控制用单组元推进剂供应系统的落压过程和水击过程

本文对卫星姿态控制和反作用控制用单组元推进剂供应系统的落压特性和水击特性进行了试验研究,并用理论模型模拟了落压过程,计算结果与试验数据非常吻合。试验测得的过滤器和隔离阀的摩擦系数是与压力有关的,这些组件的压降与其入口压力的相关关系必须予以考虑,以便获得准确的模拟解。在推进剂供应系统落压式工作的初始阶段,系统中压力下降的速度很快。隔离阀对水击压力波有显著影响,它提高了水击压力波的峰值和频率。

卫星单元肼推进系统轨控过程不确定性研究

为评估卫星单元肼推进系统轨控过程的不确定性,建立了轨控过程的数值模型。定量分析了贮箱压力、贮箱温度、推力器点火时长等参数对轨控速度增量的影响,考察了在轨标定推力系数对于轨控模型的修正效果。选取某近地卫星对其轨道控制历史数据进行分析,通过在轨实测数据对轨控模型进行了验证。结果表明,采用在轨标定推力修正系数能够有效地降低轨道控制模型的平均误差,平均误差值从3.615%减至1.924%;通过参数敏感性分析,得出贮箱温度的总体影响不超过0.2%,贮箱压力的总体影响不超过5%。通过对点火时长的影响分析发现,在不同的贮箱压力下,存在一个特定的临界点火时长;点火时长低于临界点火时长时,贮箱压力的变化将不会被压力传感器识别。针对某低轨卫星,寿命初期箱压1.8MPa时,临界点火时长为8.5s;寿命末期0.5MPa时,临界点火时长为319.8s。

卫星推进系统的历史、现状和未来

本文概括性地论述了我国已发射和即将发射的卫星推进系统主要技术状态和性能指标，描述了卫星用冷气推进系统、单组元推进系统和双组元推进系统的主要特点。对我国今后卫星推进系统所要重点解决和突破的关键技术提出了建议。

推进系统完全封闭管路内压力爬升速率的量化研究

为了量化评估推进系统完全封闭管路中的压力爬升速率,搭建了无水肼管路地面模拟试验系统,将试验结果与基于状态方程的理论方法和基于试验数据的经验方法进行了对比分析。结果表明,基于状态方程的理论方法能够准确表征不同温度下管路压力爬升速率的变化趋势,但在绝对值上与试验结果相差较大;基于试验数据的经验方法在压力爬升速率的绝对值上与地面试验结果较为接近,但不能反映不同温度下压力爬升速率变化趋势上的差异。通过修正基于状态方程的理论方法中的常数项,提出了一种半经验性的改进算法,更符合试验结果。改进算法的仿真结果表明,在10~40℃,完全封闭管路内无水肼的压力爬升速率为1.701~1.932MPa/℃。

推进剂加注后卫星封闭管路内压力爬升特性研究

为有效评估推进剂加注后卫星封闭管路的压力爬升特性,提出了一种综合考虑推进剂液体体积膨胀效应和管路残余气体压缩效应的改进算法,定量分析了初始液体温度、初始气体温度、初始加注压力和初始真空度等加注参数对管路压力爬升的影响。结果表明,相对于传统的理想气体状态方程法和液体膨胀法,本文提出的改进算法与实测值最为接近;初始气体温度对管路压力爬升影响较小,初始液体温度越低、初始加注压力取值越高、初始真空度取值越低则管路压力爬升效果越明显;设置初始加注压力0.30MPa、初始真空度2.00kPa,在全工况范围内管路压力升高比不超过4.5,即管路压力不超过1.35MPa,满足推进系统压力警戒值不超过2 MPa的设计要求。