光学舱推进剂补加过程的热分析仿真与试验研究

推进剂补加是确保光学舱在轨长寿命工作的重要功能,补加过程面临的热环境条件比以往任务恶劣,全过程热控制十分必要。针对光学舱推进剂补加过程的复杂传热新问题,建立包含压气机、液冷模块和环路热管等部件的光学舱平台集成热数学模型,进行热分析仿真研究,并开展系统级热试验。对比高温和低温2种补加条件的瞬态热分析和热试验结果,研究传热关系和温度变化规律;针对热试验中垂直热管因重力因素从不运行至运行的瞬态过程,提出一种变热导率仿真方法;提出高温补加优化设计方案并进行在轨预示。结果表明:瞬态仿真结果与试验结果吻合良好,验证了热分析方法和仿真模型的准确性和有效性;在轨补加采用压气机本体预热并启动2套环路热管,压气机的最高温度≤34.1℃,预热总功耗50 Wh,满足指标要求。研究结果对于光学舱停靠空间站期间的推进剂补加流程设计具有一定参考价值。

膜盒贮箱推进剂补加过程的建模与仿真

推进剂在轨补加是确保空间站长期工作的重要条件。为了使补加工作顺利实施,需要对推进剂补加过程进行专门的研究。航天器常用推进剂如一甲基肼、四氧化二氮等有剧毒,地面模拟补加试验常采用无毒的模拟工质。但由于两种物质的物性参数存在差异,导致模拟的补加过程和效果与实际情况有差异。文章参考国外空间站补加系统构成形式和补加过程,建立膜盒贮箱推进剂补加过程的数学模型,通过将仿真结果与地面试验数据对比验证了数学模型的准确性。进一步对两种推进剂的补加过程进行仿真分析,并与纯净水补加数据对比。结果表明:液体工质的体积流率与密度存在反比关系,即一甲基肼的补加速率高于纯净水,四氧化二氮的补加速率则低于纯净水。

一种航天器推进剂补加飞控模拟器设计

推进剂补加飞控模拟器是飞控中心用来验证推进补加程序和地面测控方案、训练操作人员的模拟仿真系统,为系统演练构造一个尽量逼真的任务环境;提出了一种用于推进剂在轨补加任务准备的飞控模拟器设计,详细介绍了系统结构和原理,给出了系统信息流向、软件设计,最后对主要技术难点及解决措施进行了说明,该模拟器具有真实性高、通用性高及灵活性高的特点,可以实现对推进剂在轨补加过程的动态模拟,在我国首次推进剂补加任务准备中得到了充分的应用和验证,取得了较好的效果。

俄罗斯空间站推进剂补加程序分析

补加程序是推进剂补加系统的关键技术之一,而目前也仅有俄罗斯有成功应用的经验。根据目前获取的资料,经过计算、仿真和论证,对俄罗斯空间站的补加系统进行了研究,分析了ATv对空间站进行推进剂补加的程序,初步得到了俄罗斯空间站推进剂补加的特点,可作为目前我国空间站方案论证期间补加程序的参考。

空间补加过程的建模与仿真研究

空间补加技术是发展空间站的关键技术。将计算机仿真技术引入空间补加技术研究。从流体力学和工程热力学原理出发,建立空间站推进剂补加过程的数学模型;用VisualC++6.0编制的仿真软件能够方便地修改模型中的各种参数,输入不同的仿真参数得到不同工况的仿真结果,便于对推进剂补加过程进行分析;通过实验结果和仿真结果的对比,验证了仿真模型的正确性。研究结果对于空间站推进剂补加系统设计具有重要参考价值。

天舟一号货运飞船研制

介绍了天舟一号货运飞船研制历程、主要技术方案及取得的技术成果,并展望了后续工程应用。天舟一号货运飞船是我国首个空间货物专用运输飞行器,其飞行试验任务圆满完成标志着中国载人航天工程三步走战略的第二步——空间实验室阶段任务完美收官,为第三步载人空间站工程顺利实施奠定了基础。作为全新载人航天器,天舟一号突破了货物运输、推进剂补加、全自主快速交会对接等关键技术,综合技术处于国际先进水平。

硕果累累的中国载人航天

1992年9月21日,中国正式作出实施载人航天工程的决策,批准载人飞船工程启动实施,明确了中国载人航天'三步走'的发展战略。第一步是发射载人飞船,建成初步配套的实验性载人飞船工程,开展空间应用实验。第二步是突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术、推进剂补加技术,发射空间实验室和货运飞船,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步是建造空间站,解决较大规模、长期有人照料的空间应用问题。

空间站膜盒贮箱抽气和加注过程特性

针对增压气体复用式推进剂在轨补加方式的两大关键过程—贮箱抽气过程和推进剂加注过程的物理特性开展了研究,建立了膜盒贮箱抽气过程及补液过程的数学模型。仿真计算与地面试验的对比分析结果表明:抽气过程中贮箱气腔压力变化近似等温过程,气瓶压力变化近似指数为1.1的多变过程;加注过程中贮箱气腔压力变化近似等温过程。进一步对“和平号”空间站补加过程实例的仿真研究结果表明,膜盒贮箱抽气过程中高压气瓶中气体散热效果的强弱显著影响气瓶压力变化过程;膜盒贮箱加注过程中,随着气腔容积减小,贮箱压力上升速率将逐渐增大,由此导致加注速率在后期逐渐下降。

中国空间站关键技术及在轨验证

空间站支持航天员在轨长期不间断驻留和开展舱内外空间实验,并在机械臂支持下可完成复杂舱外建造和操作活动。我国空间站的建造和长期飞行,涉及大型空间电源、机械臂、再生生保、在轨组装建造、组合体控制与管理、推进剂补加、出舱活动等多项关键技术,需要在载人工程前期飞行经验的基础上突破和掌握。

“太空快递员”:“天舟一号”

小编的话:你听说了吗?2017年4月20日,我国首艘货运飞船—'天舟一号'在海南文昌航天发射场发射成功.人们亲切地把'天舟一号'称为'太空快递员',那么这位'快递员'有何特殊之处呢?就让我们一起来看看吧.