一种高精度定量方式在上面级加注系统中的应用

发布时间：2021-07-22 02:10

　　简述了发射北斗导航卫星时上面级加注系统的精度要求以及常规航天推进剂加注系统精度实际情况。为了满足上面级加注系统的高精度要求,引入了一种全新的地面定量方式,即电子秤和气体质量流量控制器联合系统定量方式,并对这种全新的定量方式进行了详细分析和理论计算。分析和试验结果表明,该定量方式正确可行,定量精度高,满足上面级对加注系统高精度的要求。 

【文章来源】：宇航总体技术. 2020,4(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

电子秤定量原理图

系统定量方式原理如图2所示,其原理为用电子秤定量加注罐、用气体质量流量控制器定量充入气体质量,用PLC实现计算、定量和程序控制。按照式(1),进入贮箱的实际推进剂量M加注量应该是电子秤示值M计量值与充入加注罐内气体质量M氮气之和。而气体质量流量控制器是一种能够测量气体流量的仪器,其测试单位为L(标准状况),只要再乘以气体标况下的密度即可得到气体质量,其测量精度为±2%。因此可得到

试验原理图如图3所示。采用加注设备进行加注试验,记录每次加注结束时加注罐下电子秤显示值,即M计量值和气体质量流量控制器的测试值L标况,将图1(b)状态加注罐内气体排空,排空气体后电子秤示值应非常接近真实加注量(由于将加注罐内气体排空时会连带加注前加注罐气枕部分气体排出,导致实测氮气质量比计算值稍大,但考虑到加注前加注罐内气枕部分气体质量较小,本试验将其忽略不计),观察电子秤示值变化,并与PLC计量值进行比对。试验测试数据如表1所示。从表1可以看出,在加注结束后,电子秤显示的加注罐质量包含了充入罐内气体的质量,将罐内气体排放后,电子秤显示的加注罐质量与加注系统计量的加注量非常接近,甚至相等,从而证明电子秤和气体质量流量控制器的系统定量方式可行。同时可以看出,由于推进剂蒸气未达到饱和状态,当加注四氧化二氮时,充入罐内气体质量平均为13 kg;加注偏二甲肼时,充入罐内气体质量平均为7.9 kg,比理论计算值大。 2015—2019年期间,北斗导航卫星上面级完成了10余次加注任务,通过上面级质量测量,验证加注精度均满足要求。上面级加注系统应用情况如表2所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]加注罐内气体量对挤压式加注精度的影响[J]. 郭铭杰,张波,陈传宝,苗利蕾.  导弹与航天运载技术. 2015(03)
[2]大型运载火箭推进剂加注量定量方式的研究[J]. 张永敬,陈占海.  上海航天. 1992(06)



本文编号：3296229