王 莹 厉彦忠，2 陈鹏玮 马 原 王 磊

(1西安交通大学能源与动力工程学院 西安 710049) (2航天低温推进剂技术国家重点实验室 北京 100028)

空间燃料贮箱变密度多层绝热结构传热性能研究

王 莹1厉彦忠1，2陈鹏玮1马 原1王 磊1

(1西安交通大学能源与动力工程学院 西安 710049) (2航天低温推进剂技术国家重点实验室 北京 100028)

为了探究变密度多层绝热结构VDMLI层间结构布置对绝热性能的影响，对火箭低温推进剂储罐外的VDMLI结构建立了传热数学模型，并开展了变工况分析，揭示了不同影响因素，包括热边界温度、层数、层密度等对VDMLI绝热性能的影响。研究发现，热边界温度对VDMLI绝热性能以及温度分布有主要影响；层数在40—60即可满足漏热量要求并且整个绝热结构的质量较轻；变密度结构(VDMLI)比定密度(MLI)具有更轻的重量和较好的绝热效果，从内由外依次是低、中、高密度区，且最优变密度分配比例为低密度区层数占总层数的20%，高密度区约占40%，中密度区占33%—36%。研究内容为VDMLI的实际布置提供了可靠的理论支持。

低温推进剂 VDMLI绝热结构 漏热量 层密度

1 引 言

低温推进剂在轨停放阶段，受到太阳辐射、地球反照、地球红外辐射、行星反照和黑背景等空间热环境的影响，导致贮箱内部推进剂升温气化。在深空探索中，火箭燃料的微小蒸发损失都会大大限制太空任务的发展。而随着低温技术的发展，液氢、液氧以其无毒、无污染、大推力和高可靠性等优点成为新一代大推力液体火箭理想的推进剂，在欧洲、美国、俄罗斯、中国及日本的运载火箭中已有应用。……