上面级并联贮箱推进剂均衡输送技术研究

具有并联贮箱结构的航天器由于输送系统流阻差异,造成并联双箱内推进剂消耗不均衡,导致飞行过程中出现较大的质心偏移,从而降低航天器姿控系统控制力裕度、增加姿控推进剂消耗量,同时,当某一个贮箱推进剂提前耗尽时,输送系统便无法保证为发动机提供纯液相的推进剂,其他贮箱的推进剂将无法继续使用,将大幅增加主动力推进剂的不可用量。提出基于流阻匹配及连通管的并联贮箱均衡输送方案,建立相应的数学模型,并通过地面原理性试验验证模型的正确性。利用该模型,完成了3种均衡输送方案的仿真计算及对比分析。结果表明,基于连通管的均衡输送方案推进剂不可用量及质心偏移变化最小,且有利于工程实现。

末子级并联贮箱均衡输送对入轨精度影响研究

对液体运载火箭末子级并联贮箱推进剂输送不均衡量影响卫星入轨精度进行了研究。建立了均衡输送模型和星箭分离齿轮啮合模型,给出了质心横移计算公式。分析发现质心横移会因出现横向控制力矩而导致轨道倾角产生偏差,并对用弹簧分离实现的星箭分离形成干扰力矩而影响分离精度。以新一代运载火箭末子级为例,计算了不同膜片翻转压力偏差的输送不均衡量、质心横移量和卫星入轨精度偏差。结果发现:为满足卫星入轨精度,需控制金属膜片翻转压力偏差小于0.015MPa。翻转试验结果验证了此结论。