(北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

引言

大型液体运载火箭在飞行的过程中，通常发生不稳定的自激纵向耦合振动，称为POGO振动[1-4]，使火箭的力学环境恶化，可能造成火箭上敏感元件及仪器设备受损或结构超限，甚至导致飞行失败[5-8]。POGO振动是液体火箭动力学不稳定问题之一，在液体火箭推进剂输送管上安装蓄压器是解决火箭POGO振动的有效方法[9]，蓄压器对抑制箭体结构的POGO振动现象发挥着重大作用[10]，是通过在推进系统中增加柔性阻尼将箭体结构和推进系统的振动频率隔离从而抑制火箭纵向耦合振动[11]。金属膜盒式蓄压器的主要构件为膜盒和壳体，其中壳体主要作用为连通输送管路中的推进剂，膜盒则是起到抑制POGO振动的重要部件。

为实现对液体火箭的POGO振动抑制，蓄压器应具有要求的能量值，即膜盒最大容积与初始充气压力的乘积。蓄压器初始充气压力一般通过膜盒最大容积及给定的能量值来确定，因此，为实现对蓄压器能量值的控制，精确测量膜盒的最大容积值是关键。

蓄压器膜盒是具有良好的拉伸和压缩性能的弹性元件[12]，其中金属膜片型面主要包括平板锥型和波纹型，如图1所示。膜盒内部充入工作介质后，被拉伸至限位，此时膜盒容积可通过理论计算和试验测量两种方式获得。理论计算存在简化情况，为获得尽可能精确的膜盒容积值，需对膜盒进行测量。本研究以平板锥型金属膜盒为例，介绍膜盒容积的测量方法，并对测量结果及影响因素进行分析。……