朱文杰，杜大程，黄立钠，李 欣，张瑞平

(1.上海空间推进研究所，上海 201112；2.北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

0 引言

采用低温推进剂进入空间及轨道转移具有高效、经济、无毒等优势，是化学推进系统的发展方向之一。研制通用、高性能和高可靠的可重复启动低温推进系统是各国航天技术研究和设计的前沿。然而,低温推进剂沸点和表面张力系数低，导致其难于长期贮存和流体管理。我国在低温推进剂及气体工质高效存贮、管理和利用领域存在迫切需求。可重复启动低温上面级无论是在点火阶段或在轨滑行阶段，推进剂会在液体自身物理特性和姿轨控发动机推力等因素的共同作用下而偏离贮箱出液口。但在发动机下一次重启动之前，需要有一定量的推进剂覆盖贮箱出液口，所以需进行推进剂的蓄留与管理。微重力环境下液体推进剂的管理通常采用以下3种方式：1)隔膜挤压方式；2)持续推力或间断推力保持或重新沉底推进剂；3)依靠利用液体表面张力的推进剂管理装置(Propellant Management Device，PMD)蓄留、输送和排放推进剂。采用依靠液体表面张力的PMD进行推进剂管理具有质量小、推进剂相容性好、长寿命和可靠性高等一系列优势，在上面级多次重复启动任务中更具有飞行任务剖面适应性好和质量小的特点。通过PMD保证贮箱在复杂任务边界条件下不夹气排放，已成熟应用于常温可贮存推进系统，但在低温推进系统中只开展过有限的实验，研制低温上面级推进剂管理装置仍具有挑战性。……