液體火箭金屬膜盒式蓄壓器的動力學模型研究

張青松，范瑞祥，尕永婧，羅 盟

(1.北京宇航系統工程研究所，北京 100076；2.中國運載火箭技術研究院，北京 100076)

0 引言

液體火箭POGO振動是動力系統壓力脈動與結構縱向振動相耦合而產生的動力學不穩定問題，通常在推進劑輸送系統上安裝蓄壓器是抑制POGO振動的主要措施。根據蓄壓器結構形式和工作方式的不同，可以將蓄壓器分為貯氣式和注氣式兩大類。貯氣式蓄壓器通常用一個彈性結構將工作氣體封存起來，工作過程中蓄壓器的能量值基本保持不變，目前國內液體運載火箭均采用金屬膜盒作為蓄壓器的貯氣結構,對于此類蓄壓器，影響其工作性能的主要因素是膜盒組件的失穩性能和容積特性。

文獻[13]論述了蓄壓器對輸送系統變頻降幅特性的影響，并指出蓄壓器的容積和連接管路的液阻是影響蓄壓器變頻降幅特性的主要因素。文獻[14]通過建立集中參數模型分析了蓄壓器對試車臺供應管路固有頻率的影響。文獻[15]從蓄壓器中工作氣體狀態方程出發，建立蓄壓器的非線性模型，并對管路和箭體結構耦合系統進行了時域仿真，研究結果表明蓄壓器的非線性模型不僅可以反映出系統每個時刻的穩定性，還能體現POGO振動失穩時發散和收斂的過程，以及蓄壓器處壓力脈動變化的非對稱特點。

目前POGO振動分析中蓄壓器的柔度是比較重要的一個模型參數，與蓄壓器內充氣量的多少直接相關，通常在計算蓄壓器柔度時忽略結構參數的影響，僅考慮了蓄壓器內部氣體的柔性效應。……