基于热容法测量的卫星推进剂剩余量仿真分析

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作者 黄滨 陈佳呈 +2 位作者 李文 刘锦涛 王璐 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第5期101-112,共12页

热容法是具有主动热源输入的卫星推进剂剩余量测量方法,该方法是通过在贮箱表面安装特定功率加热片同时获取测点温度变化数据的方式推算推进剂剩余量.为获得微重力环境下准确的热分析模型,针对板式贮箱在轨环境下的气液分布特点,基于计... 热容法是具有主动热源输入的卫星推进剂剩余量测量方法,该方法是通过在贮箱表面安装特定功率加热片同时获取测点温度变化数据的方式推算推进剂剩余量.为获得微重力环境下准确的热分析模型,针对板式贮箱在轨环境下的气液分布特点,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对贮箱热容法进行数值仿真,研究不同加速度条件、填充比与测点位置对热容法精度的影响.结果表明,在微重力环境下,推进剂受微重力影响沿导流板向上爬升,推进剂浸润的贮箱壁面面积更大,从而导致贮箱的温度分布与地面工况存在明显差异.通过研究发现,在微重力工况下,当测点分布于远离热源处时,测点的温度分辨率更高,热容法的测量精度更高. 展开更多

关键词 热容法 微重力环境 板式表面张力贮箱 推进剂 剩余量测量方法

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基于并联贮箱结构的卫星推进剂剩余量测量方法 被引量：14

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作者 魏延明 宋涛 梁军强 《空间控制技术与应用》 2010年第4期25-30,共6页

星上推进系统推进剂剩余量测量是卫星在轨管理的重要工作,事关卫星剩余寿命估计和离轨时机的选择,对于提高卫星效率具有重大的意义.中国现有的推进剂剩余量计算方法只适用于传统的双贮箱结构,不适用于桁架式卫星平台的多贮箱并联结构,... 星上推进系统推进剂剩余量测量是卫星在轨管理的重要工作,事关卫星剩余寿命估计和离轨时机的选择,对于提高卫星效率具有重大的意义.中国现有的推进剂剩余量计算方法只适用于传统的双贮箱结构,不适用于桁架式卫星平台的多贮箱并联结构,为此必须开发新的计算方法,同时提高计算精度.比较多种推进剂剩余量测量方法,重点论述两种可用于并联贮箱结构的测量方法. 展开更多

关键词 卫星推进系统 并联贮箱 推进剂 剩余量测量方法

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测量液体推进剂剩余量的体积激励法 被引量：8

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作者 傅娟 陈小前 黄奕勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期78-83,共6页

首先给出了以贮箱内气体为对象的一般热力学测量控制方程,完成气体及液体体积的计算;以贮箱系统为研究对象,建立了系统处于等温、绝热及非等温条件下的热力学模型,考虑了气体与液体、贮箱壁的传热传质等因素,得出了比较理想的测量模型... 首先给出了以贮箱内气体为对象的一般热力学测量控制方程,完成气体及液体体积的计算;以贮箱系统为研究对象,建立了系统处于等温、绝热及非等温条件下的热力学模型,考虑了气体与液体、贮箱壁的传热传质等因素,得出了比较理想的测量模型。其次,对影响测量的系统误差进行了分析,建立了各种影响因素的误差模型,并提出了相应的修正措施。然后,给出了在现有技术水平下测量的最大误差,结果表明测量误差在贮箱总体积的1%以内。最后,对激励频率、体积改变量大小及测量设备等相关应用技术问题进行了分析讨论与合理设计。体积激励法是一种可满足测量精度和耗能要求的良好方法。 展开更多

关键词 体积激励法 液体推进剂剩余量测量 热力学模型 测量误差 激励频率 航天器

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环境对气体注入法测量剩余推进剂的影响分析 被引量：5

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作者 宋涛 马云华 +2 位作者 林长杰 梁军强 魏延明 《航天器工程》 2011年第4期147-151,共5页

为提高在轨剩余推进剂测量精度,根据气体注入法测量推进剂剩余量的原理,结合地面试验情况,针对地面试验和卫星在轨的环境差异对测量结果的影响进行了分析,结果表明:气体注入法的地面试验结果能够反映在轨实施的测量情况;在轨环境与地面... 为提高在轨剩余推进剂测量精度,根据气体注入法测量推进剂剩余量的原理,结合地面试验情况,针对地面试验和卫星在轨的环境差异对测量结果的影响进行了分析,结果表明:气体注入法的地面试验结果能够反映在轨实施的测量情况;在轨环境与地面环境的差异对于温度测量的影响,可以通过延长试验的测量时间和增加测温点等手段加以消除。 展开更多

关键词 卫星 推进剂剩余量测量 气体注入法 地面试验 在轨实施 差异分析

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结合多种剩余推进剂测量方法的应用研究 被引量：12

5

作者 宋涛 梁军强 魏延明 《空间控制技术与应用》 2012年第1期58-62,共5页

基于"十一五"期间对多种航天器剩余推进剂测量方法的研究成果,分析了气体注入(压力激励)法、超声波流量计法、加速度计法、热容法以及压力-体积-温度(PVT)法和簿记(BK)法的适用范围,对这些剩余推进剂测量方法在航天器整个寿... 基于"十一五"期间对多种航天器剩余推进剂测量方法的研究成果,分析了气体注入(压力激励)法、超声波流量计法、加速度计法、热容法以及压力-体积-温度(PVT)法和簿记(BK)法的适用范围,对这些剩余推进剂测量方法在航天器整个寿命期间不同时期的应用方案进行了研究,提出了3种典型的测量方法组合方案和应用策略. 展开更多

关键词 推进系统 剩余推进剂测量 应用研究

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体积激励法测量液体推进剂量的地面模拟试验 被引量：3

6

作者 傅娟 陈小前 +2 位作者 黄奕勇 陈勇 郭健 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期802-808,共7页

针对大贮箱推进剂量测量精度不高问题,研究一种测量精度较高、重复性强的液体推进剂量测量方法。首先介绍体积激励法测量推进剂量的测量原理,重点分析地面模拟试验装置组成,包括体积激励装置、编码电机控制、数据采集及数据处理分系统... 针对大贮箱推进剂量测量精度不高问题,研究一种测量精度较高、重复性强的液体推进剂量测量方法。首先介绍体积激励法测量推进剂量的测量原理,重点分析地面模拟试验装置组成,包括体积激励装置、编码电机控制、数据采集及数据处理分系统。其次阐述试验方案,试验在常温常压下进行,采用不同激励频率改变体积。最后,以水作为模拟推进剂开展地面模拟试验,结果表明在不同填充水平下液体推进剂量测量误差都控制在贮箱总体积的1%以内,为未来高精度测量推进剂量飞行试验及空间应用提供可靠支持。 展开更多

关键词 液体推进剂量 体积激励法 地面模拟试验 测量误差

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改性双基推进剂药柱表面静动态应变测量方法 被引量：3

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作者 张建彬 鞠玉涛 +1 位作者 孟红磊 周长省 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期595-599,共5页

针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时'死片'率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进... 针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时'死片'率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进剂药柱在静载荷和冲击载荷作用下的应变响应过程,分析了推进剂材料的延滞回复现象。结果表明:该方法可以准确地测量药柱的的静态、准静态及动态应变等粘弹性力学特征,适于固体火箭发动机推进剂药柱的结构完整性研究。 展开更多

关键词 改性双基推进剂药柱 电测法 应变片 表面应变 结构完整性

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用拉氏量计和分析技术研究固体推进剂冲击波作用过程 被引量：2

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作者 白春华 丁(忄敬) 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期1-9,共9页

本文建立了适合于研究固体推进剂冲击波作用过程的拉氏量计和分析技术,应用这种技术能清楚地表现固体推进剂内部状态变化过程和化学反应过程。并用这种技术研究了聚硫复合推进剂、丁羟复合推进剂、双基推进剂和改性双基推进剂冲击波转... 本文建立了适合于研究固体推进剂冲击波作用过程的拉氏量计和分析技术,应用这种技术能清楚地表现固体推进剂内部状态变化过程和化学反应过程。并用这种技术研究了聚硫复合推进剂、丁羟复合推进剂、双基推进剂和改性双基推进剂冲击波转爆轰和爆轰过程。结果表明,复合推进剂与双基和改性双基推进具有明显不同的状态变化过程和化学反应过程。 展开更多

关键词 固体推进剂 冲击波 拉氏量计 爆轰

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超声波流量计在航天器推进系统中的应用分析 被引量：1

9

作者 丁凤林 魏延明 《空间控制技术与应用》 2010年第6期47-50,共4页

超声波流量计作为一种先进的流量计量仪器已经在工业上得到广泛的应用,其高精度、易安装、不受环境因素影响等特性为航天器在轨推进剂计量带来了新的思路.超声波的反射特性使得该装置也可作为推进剂管路内流体状态的监测及故障诊断的有... 超声波流量计作为一种先进的流量计量仪器已经在工业上得到广泛的应用,其高精度、易安装、不受环境因素影响等特性为航天器在轨推进剂计量带来了新的思路.超声波的反射特性使得该装置也可作为推进剂管路内流体状态的监测及故障诊断的有力工具.简介了超声波流量计的原理及发展,分析了该装置对航天器推进系统的计量及检测的适用性,并针对该项技术在中国航天器推进系统中的应用提出了具体建议. 展开更多

关键词 超声波流量计 航天器推进系统 剩余量测量

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固体推进剂在冲击波作用下化学反应过程的研究 被引量：1

10

作者 白春华 丁(忄敬) 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期38-47,共10页

本文把基于拉氏量计和拉氏分析技术得到的反应度、反应速率、体积能量释放速率、化学能释放速率等量的变化过程作为描述固体推进剂在冲击波作用下化学反应过程的物理量,研究了双基推进剂、改性双基推进剂、聚硫复合推进剂和丁羟复合推... 本文把基于拉氏量计和拉氏分析技术得到的反应度、反应速率、体积能量释放速率、化学能释放速率等量的变化过程作为描述固体推进剂在冲击波作用下化学反应过程的物理量,研究了双基推进剂、改性双基推进剂、聚硫复合推进剂和丁羟复合推进剂在不同压力冲击波作用下的化学反应过程;并基于组分实验等结果,进一步分析了这些推进剂中各组分的化学反应过程。实验和计算结果表明,双基和改性双基推进剂的化学反应过程与非均质炸药相类似,复合推进剂则有明显不同的特征。 展开更多

关键词 固体推进剂 冲击波 化学反应 火箭

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热容法测量推进剂剩余量的地面试验 被引量：2

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作者 郭蕾 李永 +2 位作者 焦焱 唐飞 宋涛 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第1期74-78,共5页

热容法作为一种新的推进剂剩余量测量方法,由于具有实施方便、测量精度高等优点,适用于卫星在轨寿命末期的推进剂测量.为了验证热容法的可行性,考察热容法的测量精度,并对星上热容法方案给出实施建议,对某贮箱进行了热容法试验验证研究... 热容法作为一种新的推进剂剩余量测量方法,由于具有实施方便、测量精度高等优点,适用于卫星在轨寿命末期的推进剂测量.为了验证热容法的可行性,考察热容法的测量精度,并对星上热容法方案给出实施建议,对某贮箱进行了热容法试验验证研究.在不同加热工况下,对不同试液装填量进行试验,采集不同测温点的热响应数据,通过对试验数据的分析,得出了热容法的测量精度,验证了热容法的可行性,并且提出了具体的实施建议,为热容法的后续在轨应用提供参考. 展开更多

关键词 热容法 推进剂剩余量测量 地面试验

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液体推进剂在轨剩余量测量方法研究进展 被引量：6

12

作者 代斌 刘琪 +3 位作者 郑友友 梁燕 范亮亮 赵亮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2641-2653,共13页

介绍了在轨航天器液体推进剂剩余量测量技术国内外研究进展,并展望了未来的研究方向。首先简要介绍了造成微重力条件下液体推进剂剩余量测量困难的原因;接着回顾了液体推进剂剩余量测量技术的发展脉络,将其技术发展分为技术萌芽、技术... 介绍了在轨航天器液体推进剂剩余量测量技术国内外研究进展,并展望了未来的研究方向。首先简要介绍了造成微重力条件下液体推进剂剩余量测量困难的原因;接着回顾了液体推进剂剩余量测量技术的发展脉络,将其技术发展分为技术萌芽、技术成熟和新技术探索三个阶段;然后从基本原理、误差分析、研究进展等方面综述了常用的簿记法(Book-Keeping,BK)、压力体积温度法(Pressure-Volume-Temperature,PVT)和热量激励法(Thermal Gauging Method,TGM)等液体推进剂在轨剩余量测量技术,对比分析了各种方法的优缺点;最后,展望了液体推进剂在轨剩余量测量技术的发展方向:一是利用不同测量技术在不同卫星寿命期间具有不同测量精度的特点,将多种测量技术进行结合,以提高整体测量精度;二是开发适用于卫星全寿命周期高精度测量的新方法。 展开更多

关键词 剩余推进剂 测量方法 误差分析 贮箱 航天器 微重力 综述

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一种推进剂剩余量在轨测量方法研究 被引量：6

13

作者 袁磊 王申 +1 位作者 连仁志 刘涛 《火箭推进》 CAS 2013年第5期87-91,共5页

对我国某卫星平台气体注入压力激励推进剂剩余量测量方法进行了研究，建立了剩余量计算模型，开发了计算软件，开展了地面试验，结果表明，测量误差在-0．68％-0．66％范围内，达到了较高的测量精度。

关键词 推进系统 剩余推进剂 推进剂在轨测量

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无人机螺旋桨实验天平的研制

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作者 赵学军 廖力新 +1 位作者 田文炳 朱鹏程 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第3期46-50,共5页

螺旋桨实验是一种非常规实验 ,其特点决定了螺旋桨天平的特殊性。为了探索新的扭矩测量方法 ,准确研究螺旋桨的性能 ,设计了螺旋桨实验专用天平。该天平是同步旋转应变天平 ,实验中天平随螺旋桨高速旋转。天平设计要保证质量分布均匀 ,... 螺旋桨实验是一种非常规实验 ,其特点决定了螺旋桨天平的特殊性。为了探索新的扭矩测量方法 ,准确研究螺旋桨的性能 ,设计了螺旋桨实验专用天平。该天平是同步旋转应变天平 ,实验中天平随螺旋桨高速旋转。天平设计要保证质量分布均匀 ,采用特制滑环引出电信号 ,并且天平后端用支架支撑以减小振动。该天平较一般固定式天平复杂 ,但更合理地解决了扭矩测量问题。实验结果表明 ,天平总体方案正确 ,设计合理 ,测量精度高 。 展开更多

关键词 螺旋桨 实验天平 无人驾驶飞机 振动 空气动力学实验

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外部轴向激励作用下螺旋桨桨叶动应变频域变化特性试验研究

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作者 舒敏骅 尹纪富 +3 位作者 陈科 尤云祥 胡天群 洪国军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期223-231,共9页

为了研究外部轴向激励作用对螺旋桨桨叶动应变频域特性的影响,采用应变片和特制的水下数据采集仪对七叶大侧斜螺旋桨桨叶动应变的频域变化特性进行了试验测量研究。试验结果显示,在非均匀来流条件下,螺旋桨桨叶动应变的频域特性能明显... 为了研究外部轴向激励作用对螺旋桨桨叶动应变频域特性的影响,采用应变片和特制的水下数据采集仪对七叶大侧斜螺旋桨桨叶动应变的频域变化特性进行了试验测量研究。试验结果显示,在非均匀来流条件下,螺旋桨桨叶动应变的频域特性能明显反映出非均匀流场的主角频特征与螺旋桨轴频的耦合振动特性。在螺旋桨桨叶的三个不同径向位置处,桨叶的动应变频域变化特性均能够反映出螺旋桨的轴频及其谐频特征。其中,0.6倍螺旋桨半径位置处的动应变特性最为明显,0.8倍螺旋桨半径位置处次之,0.4倍螺旋桨半径位置处的变化最小;当激励频率fe=42Hz和fe=60Hz的两个外部轴向激励分别作用于螺旋桨-轴系时,螺旋桨桨叶动应变频域均会对其产生一个频率响应,其响应频率与激励频率始终保持一致。 展开更多

关键词 外部轴向激励 七叶大侧斜螺旋桨 动应变 激光多普勒测速仪 应变片

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双组元统一推进系统优化改进技术进展 被引量：4

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作者 袁磊 王申 +1 位作者 刘涛 连仁志 《火箭推进》 CAS 2014年第6期8-12,共5页

不断提高推进剂在轨管理效率,是应用卫星对推进系统的基本要求,也是推进系统的重要发展方向。推进剂剩余量在轨高精度测量和并联贮箱均衡排放主动控制,是提高推进剂在轨管理效率的重要技术手段。针对我国SAST-5000卫星平台双组元统一推... 不断提高推进剂在轨管理效率,是应用卫星对推进系统的基本要求,也是推进系统的重要发展方向。推进剂剩余量在轨高精度测量和并联贮箱均衡排放主动控制,是提高推进剂在轨管理效率的重要技术手段。针对我国SAST-5000卫星平台双组元统一推进系统,开展了气体注入压力激励方法的关键技术攻关,并取得重要进展。研究结果表明：改良型气体注入压力激励法的推进剂剩余量在轨测量精度达到-0.68%-0.66%,并联贮箱均衡排放控制措施将被动调节的不均衡度控制在优于1.13%,主动纠偏措施还可进一步提高并联贮箱排放推进剂的同步性。 展开更多

关键词 双组元 统一推进系统 剩余推进剂测量 均衡排放

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载人飞船推进剂剩余量在轨直接测量技术 被引量：2

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作者 刘建盈 宣晓萍 汤建华 《载人航天》 CSCD 2014年第4期331-333,共3页

在载人航天工程交会对接任务中,基于对载人飞船推进剂剩余量在轨实时高精度测量需求的背景,采用理论分析和试验验证相结合的方法,研究了剩余量直接在轨测量技术原理、影响测量精度的因素及解决措施等问题。研究表明,在轨推进剂剩余量直... 在载人航天工程交会对接任务中,基于对载人飞船推进剂剩余量在轨实时高精度测量需求的背景,采用理论分析和试验验证相结合的方法,研究了剩余量直接在轨测量技术原理、影响测量精度的因素及解决措施等问题。研究表明,在轨推进剂剩余量直接测量系统方案具有易于实现,测量精度高,同时能够实时、直观反映系统中各贮箱推进剂消耗情况等特点。 展开更多

关键词 载人飞船 推进剂剩余量 在轨直接测量

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