液氢温区冷氦增压系统试验研究

针对某型号火箭冷氦增压系统,建设了液氢温区冷氦增压系统试验平台,通过试验得到了冷氦气源压力和温度、冷氦加热器性能、模拟贮箱压力和温度的变化规律.结果表明:低温制冷机组配合高压低温换热贮罐可以真实模拟箭上的冷氦气源;根据对增压过程中贮箱压力的分析表明排气方式可以真实模拟箭上推进剂消耗过程中贮箱压力的变化情况;另外,试验中压力信号器、电磁阀和贮箱工作正常,验证了火箭冷氦增压系统的可靠性.     

并联贮箱不平衡输送试验系统的设计

根据伯努利方程建立并联贮箱推进剂输送的数学模型,分析了并联贮箱不平衡输出的主要影响因素在于两路减压阀出口压力偏差和金属膜片贮箱膜片压差散布,提出以水替代有毒推进剂作为试验工质的计算方法。根据理论分析模型设计出并联贮箱不平衡输送试验系统,利用定流量的推进剂输送系统解决金属膜片的翻转压力时刻变化的问题,保证推进剂输送流量的稳定,从而验证了试验系统的可行性,为新一代运载火箭上面级并联贮箱设计提供了试验支撑。     

液体火箭冷氦增压系统低温试验研究

为研究液体火箭低温氦增压系统中电磁阀与孔板组合方式的增压性能和优化孔板的设计,开展了使用液氢温区的氦气作为增压介质的冷氦增压系统试验,并通过排放液氧模拟火箭贮箱内液氧的消耗.通过分析试验过程中增压氦气流量和贮箱压力的情况,获得了该增压方式对贮箱的增压性能.试验结果表明电磁阀与孔板组合能将贮箱压力维持在设计范围内,是一种简单、可行的液体火箭液氧贮箱增压方案.     

低温液体运载火箭推进剂加注过程分析

介绍了国外运载火箭典型低温贮箱的推进剂加注流程,讨论了影响低温推进剂加注特性的主要因素,建立了一种可以描述低温推进剂加注过程的计算模型,结合试验数据验证了模型预示加注过程贮箱推进剂平均温度、气枕压力等关键参数的准确性,进一步依据仿真和试验结果分析了低温推进剂加注过程的典型特性。     

致密化液甲烷/液氧作为推进燃料性能评价分析

为深入论证致密化低温推进剂带来的收益,系统性地分析了致密化液甲烷/液氧作为推进燃料的综合性能.构建了推进剂贮箱漏热、温升、增压压力、壁厚的动态热力模型,针对不同尺寸的液甲烷/液氧贮箱组合,分析了致密化液甲烷/液氧对燃料停放温升、发动机推力提升、贮箱增压压力降低、贮箱质量减轻的影响.并提出了致密化液甲烷/液氧过冷程度匹配...     

冷氦直接增压排放推进剂试验系统的研制及性能调试

针对在液氧贮箱内贮存冷氦气并用于增压煤油贮箱排放的技术方案,研制了一套以液氮为冷源,借助换热器冷却常温氦气获得冷氦,继而送入煤油贮箱进行挤压排放的地面模拟试验系统。对该试验系统的主要功能进行了调试,包括流量调控测试,以及最大排液流量、制冷能力和贮箱内部温度分布测量等。结果表明,该试验系统能够安全可靠地模拟箭上冷氦增压系统的工作过程,可用于相关原理性验证试验和机理研究。     

低温推进剂贮箱增压过程的传热传质数学模拟

针对火箭发动机地面试验中低温液氧贮箱的预增压和增压过程建立了气相空间的传热、传质数学模型.运用实际气体的状态方程、连续性方程、能量守恒方程以及推进剂与气相空间的传热、传质方程等组成了关于气相空间参数的微分方程组,并运用四阶Runge-Kutta算法对其进行求解.获得了气相空间的压力、温度、增压气体流量、液氧挥发速率以及贮箱壁温等参数的变化规律.结果表明,在发动机启动前的预增压过程中,气相空间的温度和压力急剧增加,液氧的挥发速率也增加很快;发动机启动后的保持增压阶段,由于气相空间的体积不断发生变化,气相空间参数的变化趋于平缓,液氧表面向气相空间的传质速率也趋于稳定.     

隔膜贮箱电子束焊接技术研究

隔膜贮箱是一种空间系统应用较广泛的液体推进剂贮箱.在橡胶隔膜贮箱的研制中,通过对焊接过程中隔膜受热状态分析,优化选择了电子束焊接规范参数;采用了特殊焊接工艺方法,较好地控制了橡胶隔膜在焊接过程中的受热温度,通过直接测温方法测定,橡胶隔膜在焊接过程中受热的峰值温度和停留时间能够满足隔膜材料的要求.     

基于热力学排气的液氮贮箱控压技术研究（英文）

液氢、液氧等低温推进剂在漏热影响下在轨贮箱压力将逐渐升高,采用热力学排气技术的低温贮箱在常重力环境下开展了压力控制原理验证试验,在对试验系统及热力学排气原理进行分析的基础上,贮箱内压力和液相温度随着时间的变化曲线在混合和并行模式中分别给出,测试结果显示在混合模式中单次控压循环时间逐渐缩短,而在并行模式中随试验开展时间逐渐增加,与混合模式阶段相比,液相温度的上升速率明显降低,验证了热力学排气在控制低温贮箱压力方面的效能。     

卫星用推进剂贮箱和高压气瓶封头制造技术

推进剂贮箱、高压气瓶(简称贮箱、气瓶)是卫星推进分系统的重要核心部件。简要介绍了贮箱、气瓶封头制造的技术概况,并对热冲压工艺方法的选择过程进行了介绍。     

高压、小气枕低温贮箱智能增压技术

介绍了一种针对航天地面试验的高压、小气枕低温贮箱智能增压技术.采用多路电磁阀加装合适的节流元件,仿人工智能开关控制技术,具有简明、确切、迅速等人工智能的特点,在高压系统的贮箱压力控制中取得成功,避免了贮箱压力因阀门动作过度而产生超调振荡,从而有效地提高了调节的品质,提高箱压的控制精度与响应速度.     

用于低温贮箱的铝合金-硬质聚氨酯泡沫夹芯共底设计与分析

采用铝合金面板-硬质聚氨酯泡沫夹芯的复合式夹层构型,设计了一种用于低温火箭推进剂贮箱的共底结构,其具有轻量化、易于制造、承载/隔热一体化的特点。通过数值模拟手段,对该共底的隔热效果、结构稳定性及热力耦合问题进行分析。结果表明,该共底满足低温液氢/液氧贮箱隔热要求,在0.342 MPa压差下不失稳,单箱打压低于0.5 MPa时材料不失效。此结构的设计分析可为新型低温贮箱共底的设计提供技术支持。      

国外单层共底贮箱的检漏

国外较多的运载火箭上，采用二种类型的单层共底贮箱存放Ｎ２Ｏ４（四氧化二氮）、ＵＤＭＨ（偏二甲肼）液体推进剂等。而对共底贮箱气密性泄漏检测，乌克兰＂旋风号一３＂二级共底贮箱采用大型真空罐真空法，法国＂阿里安１＂二级共底贮箱采用德国＂道尼尔公司＂研制的正压差累积法检漏。二种检漏方法的验收泄漏率均在１×１０－５Ｐａ·ｍ３／ｓ左右。     

液氧贮箱增压过程中气枕空间温度场的数值模拟

液氧贮箱增压气体输送过程中,气枕空间的温度场会发生较大的变化,并且会引起相界面附近低温液体的温升.基于双膜阻理论建立热质交换模型,通过模拟贮箱内非稳态热流过程,分析气枕空间在增压气体输送过程中温度场的变化及其对于贮箱内低温液氧的影响.     

浅谈贮箱材料的选择

贮箱材料的选择与贮箱的承载方式、推进剂种类和制造工艺发展水平密切相关,纵观国内外上面级贮箱材料的应用情况,主要集中在铝合金、钢合金和钛合金。选择密度低、强度和刚度高的材料,有利于减轻结构重量;作为推进剂的载体,贮箱材料最重要的是不与贮存的推进剂发生反应,或者被推进剂腐蚀;同时,贮箱材料还需要有良好的工艺性能,包括拉伸、滚弯、热处理、铣切和焊接等;为了进一步减轻结构重量,复合材料越来越多地得到应用。     

20.4K冷氦加温及氧箱的模拟增压试验技术

主要介绍２０．４Ｋ低温氦气经过加温后给液氧贮箱增压的试验技术。对试验设备、试验方法、试验过程及试验结果做了简要的介绍。     

过冷液氧增压排液过程数值模拟研究

为探究大容积贮箱中过冷液氧增压排液过程的热力学特性,基于流体体积法(VOF)和蒸发冷凝模型,构建了过冷液氧排出过程的数值模型。采用文献的实验数据验证了数值模型的准确性,并开展了变流量进气增压排液过程的罐内流场特性分析。研究结果表明,过冷液氧排出过程蒸发冷凝对气枕压降影响显著,采用变流量进气增压的方案能够较好地保持气枕压力稳定,使得气枕压力在3%以内波动。排液过程中,过冷液氧先升温明显,增压随着排液进行,贮箱气枕区域会出现涡状流,气体温度在水平方向有一定波动。     

火箭发射场新型低温加注系统加注过程仿真研究

以某火箭发射场新型液氧推进剂地面加注系统为对象,将整个系统简化为地面储罐、箭上贮箱、输送管路,分别建立热力学模型,并依据边界条件耦合分析,实现了加注过程的瞬态仿真。针对液氧加注过程开展了计算分析,并就影响加注性能的主要因素开展了变工况分析与讨论。     

含隔板球形贮箱液体晃动激励频率影响分析

针对航天器球形贮箱液体大幅晃动问题,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH)对液体进行建模:基于SPH方法基本方程推导出N-S方程的数值解,并给出人工黏度项、压力项表达式,选择动态边界法处理边界计算问题。建立光滑内壁球形贮箱及带防晃隔板球形贮箱两种模型,设计力模式、运动模式两种激励形式并选择三种激励频率进行仿真分析,分别记录舱壁受力及测点压强。仿真结果表明:激励频率取为1.5 Hz时,舱壁受力最大;隔板能够减弱液体晃动对舱壁产生的作用;液体晃动现象的产生使得舱壁在y,z两方向的受力均增大;位于液面以下的舱壁所受压力具有"双波峰"特性,而隔板的存在对压力峰值具有"平均化"效果,避免局部压力过大;位于液面以上的舱壁所受压力表现为"脉冲波"形式,随激励频率的增加隔板对舱壁压力的削弱效果越明显。     

低温推进剂无损贮存技术试验研究进展

液氢/液氧等低温推进剂,由于其高性能优势被作为深空探索使用推进剂,但低温推进剂长时间在轨应用,主要受限于低沸点的推进剂受热蒸发所带来的贮箱压力控制和蒸发损失等一系列问题,需要发展低温推进剂无损贮存技术来解决。文章介绍了应用低温制冷机结合换热技术实现贮箱内低温推进剂无损贮存的试验情况,总结其发展趋势和展望。