表面張力貯箱泡破點盲測技術研究

郝貴欣，張 華，董 飛

（西安航天發動機廠，陜西西安710100）

0 引言

表面張力貯箱是姿控發動機重要組件，貯箱內管理裝置的主要作用是保證貯箱在不同姿態下出液口都能連續輸出無夾氣的推進劑。泡破點是貯箱的關鍵特性參數之一，如果貯箱泡破點降低，貯箱輸出的推進劑會夾雜氣體，使推進劑管理能力下降或推進劑供應流量不足，最終導致姿控發動機動力系統性能下降。

1 貯箱泡破點的定義

在空間環境下,貯箱處于完全失重或微重力狀態，此時液體的表面張力是影響液體行為的主要因素，見圖1所示。在液體的表面張力作用下，氣液界面的平衡條件是

式中：△p為氣液界面兩面的壓差；σ為液體表面張力；R1和R2為液面的主曲率半徑。

如果液面為球面的一部分，則

采用篩網作為管理裝置的毛細元件時，它所能維持的最大靜壓力就是篩網的泡破點值△pcr，也是氣體穿過篩網時所需的壓差。由式（2）得

式中：DBP為篩網的有效孔徑。

由此可見，篩網泡破點值理論上僅與工作介質表面張力和篩網的有效孔徑有關，其值就是氣體穿過篩網孔徑時所產生的壓力差，所以可以通過測量此壓力差的方法得到篩網的泡破點值。

2 貯箱結構簡介及測試現狀

2.1 貯箱結構簡介

貯箱由上半球、圓筒段、下半球和管理裝置焊接而成，如圖2（a）所示。

管理裝置位于下半球內，由隔板組件、角杯、通道和底收集器等組成，其中角杯、通道與底收集器共同組成一個空腔，通過出液口與外部連通。……