刘晓丹， 虞育松*， 李 永， 王淑一， 梁军强， 宋 涛

1. 北京交通大学，机电学院氢能与航天推进技术实验室， 100044 北京 2. 北京控制工程研究所， 100094 北京

0 引 言

在微重力环境下，充液航天器内液体晃动及其对控制系统的影响是当前国内外航天技术研究的重要课题.贮箱液体晃动对航天器的结构强度和运动状态都具有重要影响[1].特别是在变轨、空间对接等情况下，液体晃动明显偏离线性区[2]，流动的非线性对于星体控制和晃动抑制技术都提出新的挑战.此外，随着深空探测和载人任务的发展，推进剂占火箭和卫星等航天器总重量的比重不断加大.如2004年NASA发射的信使号探测器的推进剂液体质量占航天器总质量的56%.于是，推进剂晃动对航天器姿态运动的影响增强，通过惯性力相互作用发生的耦合现象更加显著.在航天器充液量不断增大和姿态控制精度指标不断提高的前提下，深入开展空间环境下运动航天器内贮箱液体晃动动力学的研究将具有重要意义[3].另外，贮箱液体晃动也是航天器总体设计、挠性航天器姿态稳定控制问题中需要考虑的基础问题.

由于受到实验成本、数据测量等客观条件限制，目前很难采用实验方法进行在轨航天器贮箱液体晃动动力学行为研究.当前普遍采用数值仿真或理论方法来研究上述问题.数值方法一般采用连续流模拟方法对特定贮箱运动状态下的液体晃动特性进行计算和分析[4-6].贮箱运动状态均……