表面张力贮箱的微重力实验验证——静平衡与重定位

新研制的表面张力贮箱保证在微重力或无重力环境下、在任何时候都能向系统提供不含气的推进剂，因而需要确定液体的空间分布以及在给定微重力加速度下的重定位过程，以便为贮箱的设计提供依据。为此，按照相似理论用缩比模型进行了一系列微重力落塔实验，然后根据测定的重定位时间计算出原型表面张力贮箱的重定位时间。

微重力环境下导流叶片流体传输速度的试验研究

导流叶片是板式表面张力贮箱的关键部件之一,微重力条件下,它的流体传输性能决定了表面张力贮箱的推进剂管理能力.搭建导流叶片模型试验系统,针对不同截面形状的导流叶片模型的流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下导流叶片流体传输规律.试验结果表明,不同截面形状的导流叶片对流体传输性能有较大影响,合理设计导流叶片截面形状可有效地控制液体传输速度,并且为推力器提供不夹气的推进剂.该试验成果不仅为新型板式流体管理部件优化设计提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新的方法.

微重力环境下蓄液器流体蓄留特性的试验研究

为验证板式贮箱蓄液器的蓄液性能,搭建了蓄液器模型试验系统,针对蓄液器模型的蓄液性能和流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下蓄液器的流体蓄留和传输规律.试验结果表明,相对于楔形蓄液器,双圆锥形蓄液器具有更好的蓄液能力,对于双圆锥形蓄液器,承受侧向加速度时仍具有良好的蓄液能力,合理设计蓄液器结构可有效地蓄留液体并控制液体传输速度.该试验成果不仅为新型板式流体管理部件设计优化提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新方法.

微重力落塔试验技术及其应用(Ⅰ)

落塔试验是开展微重力研究的有效手段之一。本文研究落塔试验技术中最关键的问题之一：微重力水平的控制问题。介绍了解决该问题的若干技术途径，给出了有关的计算公式。并讨论了微重力环境下液体动力学试验的一些特殊要求及其解决方法。文中给出了典型情况下的一些计算结果。

微重力落塔试验设备

介绍美国、德国、日本、中国的几个主要落塔试验设备,给出了这些设备简要的数据资料及图表等.40年来微重力环境科学与应用研究的大部分工作是在地面完成的,落塔是完成地面微重力试验的最有效手段之一.近年来日本、德国等建立了落高为700m的微重力落塔.

微重力落塔试验技术及其应用(Ⅱ)

本文研究落塔试验技术中的3个重要问题。落舱的释放技术、落舱的回收和缓冲技术、试验的测量技术。讨论了有关的技术要求，给出了解决这些问题的若干技术途径及其特点，评价了不同技术途径的适用性。

微重力环境下半球形贮箱液体重定位试验研究

本文利用落塔形成的微重力环境,对半球形贮箱中液体重定位问题进行了试验研究。所用液体与半球形箱壁之间的接触角为零并在加载前形成了失重初始凹液面.本试验分侧向不加干扰及加干扰两种初始条件.通过高速摄影机观察了液体重定位的全过程并测量了重定位流速和重定位时间。试验结果表明,液体重定位呈壁流流型.实测重定位时间与理论估算值一致.

微重力落塔实验中的流体行为仿真与分析

为提高实验结果准确性,本文对典型微重力落塔实验中的流体行为进行仿真验证和对比分析。首先,对典型自由下落式落塔实验全过程中的流体贮箱运动规律进行了分析和设计。然后,基于相似理论对缩比模型流体实验进行了设计和数值仿真验证,并以静液面生成和液体重定位过程为例,分析了落塔微重力初始状态的影响。模型间及模型与实验的对比结果验证了落塔实验和缩比模型流体实验设计及本文所采用仿真方法的有效性和准确性。对比分析表明:三组模型在液体形态和质心相对高度上吻合度较高;落塔缩比模型中微重力初始状态对静液面生成和液体重定位过程均有所影响,但影响随时间有减小趋势或可通过实验参数调整进行补偿。相关结论可为落塔流体实验设计提供重要参考。