运载火箭交叉输送系统关键影响因素辨识与分析
2021-03-13熊天赐陈士强
宇航学报 2021年2期
关键词:液位
容 易,熊天赐,黄 辉,陈士强
(北京宇航系统工程研究所,北京 100076)
0 引 言
运载火箭推进剂交叉输送是指两级或多级火箭并联工作时,某一子级向另一子级输送推进剂。该技术有助于优化火箭总体构型、提高运载能力,同时由于其能够在故障工况下充分利用剩余推进剂,为运载火箭实现动力冗余提供了基础。
国外学者较早对交叉输送技术的概念、方案进行了研究,NASA兰利研究中心的Martin和Stanley论证了交叉输送技术对减轻全箭结构重量、提升运载能力的作用[1-2]。洛克韦尔公司的Gormley和Vaddey等研究了推进剂交叉输送的不同形式,介绍了多种不同的贮箱布局形式和推进剂输送方案,并且比较了各自的优缺点[3]。波音公司和NASA的马歇尔航天飞行中心在2002-2006年期间通过搭建缩比水试验系统验证了交叉输送的可行性[4-6]。国内的张智等[7]论证了交叉输送技术对于运载火箭动力冗余的重要性,马方超等[8]通过缩比试验和仿真校验了交叉输送在并联运载火箭应用的可行性和连接分离机构的可靠性。
综合国内外研究现状,交叉输送技术应用前景较好、方案选择较多,但是还缺乏从系统层面对交叉输送系统工作特性的认识。
交叉输送系统是复杂的多模块、多组件、多工质、强耦合的气液系统,系统的性能也受到多种因素的影响。本文通过系统仿真的方法,辨识对系统性能产生重要影响的关键因素,分析其影响规律。
1 交叉输送系统组成及原理
推进剂交叉输送系统的形式多样,其中并联形式交叉输送最为普遍,应用前景较好。……
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