一種并聯(lián)金屬膜片貯箱均衡排放控制措施研究

張榮榮，任 楓，張 亮

（上海宇航系統(tǒng)工程研究所，上海201109）

0 引言

為提高承載能力，目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)載火箭三子級(jí)、上面級(jí)和航天器的輸送系統(tǒng)多采用4個(gè)貯箱兩兩并聯(lián)的布局構(gòu)型，4個(gè)貯箱安裝在同一平面上，2個(gè)氧化劑與2個(gè)燃料貯箱兩兩并聯(lián)。如“MiTEx項(xiàng)目”上面級(jí)、“阿里安5”上面級(jí)、“Fregat”上面級(jí)、“第聶伯”火箭上面級(jí)、“AVUM”上面級(jí)、二代導(dǎo)航上面級(jí)、“阿波羅”載人登月飛船推進(jìn)系統(tǒng)、“神舟”飛船推進(jìn)系統(tǒng)等。飛行過(guò)程中，2個(gè)并聯(lián)貯箱內(nèi)同種推進(jìn)劑消耗會(huì)存在差異，這個(gè)差異稱為并聯(lián)貯箱排放不均衡量，排放不均衡會(huì)引起航天器的質(zhì)心變化，甚至?xí)绊懞教炱鞯恼ｏw行。因此，并聯(lián)貯箱的排放不均衡量一直是輸送系統(tǒng)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。并聯(lián)金屬膜片貯箱的排放不均衡量既與并聯(lián)的2個(gè)金屬膜片貯箱本身的金屬膜片壓差性能差異有關(guān)，也與增壓輸送系統(tǒng)的管路流阻特性和增壓性能偏差有關(guān)。

某型三級(jí)運(yùn)載火箭是我國(guó)新一代快速發(fā)射的液體運(yùn)載火箭。三子級(jí)增壓輸送系統(tǒng)為泵壓式雙組元系統(tǒng)。由增壓系統(tǒng)、推進(jìn)劑貯存和輸送系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)組成。推進(jìn)劑貯存和輸送系統(tǒng)由4個(gè)180 L金屬膜片貯箱及液路管路等組成，采用四氧化二氮和偏二甲肼作為推進(jìn)劑。本文主要研究并聯(lián)金屬膜片貯箱均衡排放控制措施，探討并聯(lián)金屬膜片貯箱均衡排放的分析評(píng)定和試驗(yàn)驗(yàn)證方法，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。

1 并聯(lián)金屬膜片貯箱不均衡性評(píng)定方法

1.1 并聯(lián)金屬膜片貯箱輸送不均衡性計(jì)算原理

并聯(lián)貯箱推進(jìn)劑輸送不均衡量計(jì)算原理如下：