推進系統并聯貯箱均衡排放性能及其控制措施

章玉華

（上海空間推進研究所，上海201112）

0 引言

國內外大型的上面級推進系統和空間推進系統多數采用4只貯箱并聯布局的方式，如“阿里安5”上面級、“阿波羅”載人登月飛船推進系統和“神舟”飛船推進艙推進系統等。

推進系統通常設置2只氧化劑貯箱和2只燃料貯箱，同種組元的貯箱兩兩并聯供應下游發動機工作所需推進劑。在推進系統工作期間，由于并聯的同種組元貯箱上下游壓力存在偏差，因此兩路貯箱的輸出流量不會完全一致，導致貯箱內推進劑的排放不均衡，并因此導致飛行器飛行過程中質心產生偏移，對飛行產生干擾力矩。因此，并聯貯箱均衡排放問題是推進系統研制過程中需要重點關注的內容。

1 某型號推進系統

某型號推進系統為氮氣增壓的恒壓擠壓式雙組元系統，由增壓系統、推進劑貯存和輸送系統及發動機組成，系統原理圖見圖1。推進系統采用的推進劑為四氧化二氮和一甲基肼。

增壓系統部分由鈦合金氣瓶、充氣閥、氣路電爆閥、減壓閥和氣路管路等組成；推進劑貯存和輸送系統部分由4個120 L金屬膜片貯箱、液路電爆閥、加排閥及液路管路等組成；推進系統由24臺發動機組成：4臺軌控發動機 (推力為2 500 N)、12臺大姿控發動機 (推力為150 N)和8臺小姿控發動機 (推力為25 N)。

某型號推進系統在研制過程中通過分析和計算，確定了均衡排放控制措施，先后完成了全系統液流試驗、全系統地面熱試車和飛行試驗等多項大型試驗，試驗結果驗證推進系統同種組元推進劑排放不均衡量控制在不大于30 kg指標范圍內，達到了預計的目標。……