长时间在轨上面级动力系统关键技术研究

发布时间：2021-04-03 23:25

　　上面级动力系统提供用于变轨所需要的动力,同时提供姿态控制、推进剂沉底、末速修正功能所需要的动力,将上面级和北斗导航卫星一起送入预定轨道。回顾了从早期的上面级动力系统选型论证到后续的关键技术攻关过程,对比研究了泵压式与挤压式动力系统的技术优势,分析了动力系统研制过程中的主要关键技术,并对关键技术的应用情况进行了总结,最后提出了长时间在轨上面级动力系统的后续发展建议。 

【文章来源】：宇航总体技术. 2020,4(06)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

上面级

总体对上面级发动机进行了较为广泛的方案研究工作,对可行性较大的6种发动机方案进行了综合分析,初步确定泵压式发动机和挤压式发动机作为两种备选方案。通过真空比冲、系统质量、多次启动能力、总体布局、动力系统热控技术、推进剂管理技术、地面试验验证、使用维护性能、研制基础、可靠性、研制进度、研制成本等各方面因素的进一步比较分析,在二代导航上面级运载能力较为紧张的前提下,最终确定以泵压式发动机为基础的上面级动力系统方案性能占优,为首选方案。泵压式发动机如图2所示。2 动力系统关键技术研究

我国传统运载火箭的滑行时间较短,均采用连续沉底方法,这种方法虽然可靠但消耗推进剂较多,不能胜任长达数小时、数天的滑行任务。而上面级是我国首个滑行时间长达6 h以上的运载器,并且要求在长时间滑行后能保证发动机再次可靠启动。为此,设计了一种适应于长时间滑行的上面级推进剂管理方案,即采用组合推力间歇式沉底方法结合局部蓄留推进剂管理装置的推进剂管理方案,间歇沉底工作顺序如图3所示,推进剂管理装置图4所示。在整个滑行段前期均不进行推进剂管理,仅在主发动机启动之前的一段时间内进行间歇沉底,间歇沉底初期使用小推力进行推进剂重定位,在液面稳定后的间歇沉底后期使用大推力来加速气泡析出,通过间歇沉底使推进剂聚集在贮箱底部,向发动机提供满足使用要求的推进剂;推进剂管理装置用来防止气体进入输送管,而不提供发动机启动所需要的推进剂。图4 推进剂管理装置

【参考文献】：
期刊论文
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[2]中国运载火箭液体动力系统发展方向研究[J]. 陈士强,黄辉,张青松,秦旭东,容易.  宇航总体技术. 2020(02)
[3]泵压式发动机瞬态热试验方法[J]. 邓婉,朱尚龙,李德富,王瑾,戚峰.  航天器环境工程. 2020(01)
[4]上面级并联贮箱推进剂均衡输送技术研究[J]. 胡声超,肖立明,刘畅,周佑君,李欣.  导弹与航天运载技术. 2019(04)
[5]航天动力系统未来需求方向及发展建议的思考[J]. 陈士强,黄辉,邵业涛,黄兵.  宇航总体技术. 2019(01)
[6]舱外推进剂管路冗余电加热技术[J]. 刘小旭,邰艳芳.  导弹与航天运载技术. 2018(05)
[7]空间多次启动、长期在轨泵压式动力系统方案研究[J]. 刘畅,刘欣,肖立明,东华鹏,顾伟军.  导弹与航天运载技术. 2017(05)
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[9]泵压式上面级发动机性能精度干扰因素研究[J]. 孙海雨,董宇峰,黄晓磊.  火箭推进. 2016(03)
[10]运载火箭上面级微重力环境下的推进剂管理[J]. 刘桢,褚桂敏,李红,王丽霞.  导弹与航天运载技术. 2012(04)



本文编号：3117280