低温推进剂贮箱气冷屏复合绝热结构综合优化设计

气冷屏复合绝热(VSC)结构可以有效减少低温推进剂蒸发损耗。目前尚缺乏对气冷屏复合绝热结构的综合优化设计,现有的研究方法不能准确反映出漏热量与多层变密度材料导热性能及冷屏屏位之间的关系。为此,考虑多层变密度材料导热系数随冷屏位置的变化,对复合绝热结构进行综合优化设计,研究冷屏位置和多层变密度结构的相互影响规律,分析了最佳层密度与最佳屏位。结果表明,加入气冷屏后,降低中密度区层密度,增加高密度区层密度可以进一步减少漏热量。对于不同的层密度组合,存在一个最佳屏温,当冷屏处于该温度时漏热量最小。

气冷屏复合绝热结构传热分析及屏位优化

由气冷屏、聚氨酯泡沫和变密度多层绝热组成的气冷屏复合绝热结构是一种新型的高效热防护绝热结构,通过对不同环境条件下低温贮箱气冷屏复合绝热结构的传热机理分析,推导了气冷屏复合绝热结构中屏温与屏位的数值计算关系,并在此基础上根据漏热量最小原则对气冷屏复合绝热结构中的屏位进行了优化。结果表明,随着环境条件的不同,气冷屏复合绝热机理不同,气冷屏最优位置也不同。常温常压的地面环境,气冷屏置于SOFI与VD-MLI之间时,低温贮箱漏热量最小,绝热效果最优;真空且温度变化剧烈的空间环境,气冷屏置于VD-MLI最中间时,低温贮箱漏热量最小,绝热效果最优。气冷屏复合绝热结构可进一步降低空间低温贮箱的漏热量,同时能满足地面及空间环境使用要求。