在載人月球探測(cè)任務(wù)中,為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)攜帶大量推進(jìn)劑航天器的質(zhì)量特性和在軌壽命以便進(jìn)行飛行任務(wù)規(guī)劃和控制,需要精確測(cè)量低重力條件下航天器推進(jìn)劑剩余質(zhì)量。文章對(duì)基于氣體注入法的航天器貯箱推進(jìn)劑剩余量測(cè)量精度和關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了仿真研究,研究結(jié)果表明:隨著航天器貯箱中推進(jìn)劑剩余量的不斷減少,氣體注入法測(cè)量精度不斷降低;測(cè)量實(shí)施過程中貯箱壓力值變化幅度越大,測(cè)量精度越高;測(cè)量精度受測(cè)量系統(tǒng)溫度傳感器精度影響相對(duì)較小,受測(cè)量系統(tǒng)壓力傳感器精度影響較大,呈近似線性相關(guān);基于氣體注入法的高精度推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法,可通過選用高精度壓力傳感器和增大測(cè)量實(shí)施過程中貯箱壓力值變化幅度實(shí)現(xiàn)。

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【部分圖文】：

圖1氣體注入法推進(jìn)劑剩余量測(cè)量原理圖

氣體注入法推進(jìn)劑剩余量測(cè)量方法(又稱壓力激勵(lì)法),基本原理是由外部系統(tǒng)(高壓氣瓶)給推進(jìn)劑貯箱系統(tǒng)注入一定量的氣體,使得推進(jìn)劑貯箱壓力值發(fā)生變化,通過系統(tǒng)配置的傳感器獲取測(cè)量前后氣瓶和貯箱溫度和壓力數(shù)據(jù),再利用推進(jìn)劑貯箱的總?cè)莘e和液體推進(jìn)劑密度,依據(jù)質(zhì)量守恒定律和氣體狀態(tài)方程,計(jì)....

圖2貯箱中剩余推進(jìn)劑體積對(duì)測(cè)量精度的影響

貯箱中剩余推進(jìn)劑體積對(duì)測(cè)量精度的影響如圖2所示,隨著貯箱中剩余推進(jìn)劑體積從2900L(推進(jìn)劑質(zhì)量4248.5kg)消耗到100L(推進(jìn)劑質(zhì)量146.5kg),推進(jìn)劑剩余量測(cè)量精度由1.33%降低到4.31%,即氣體注入法測(cè)量初期精度較高,測(cè)量末期精度會(huì)降低一些,但測(cè)量精度....

圖3測(cè)量時(shí)貯箱壓力變化值對(duì)測(cè)量精度的影響

同時(shí),通過分析曲線變化趨勢(shì)可知,為具有較好的測(cè)量精度(如優(yōu)于5%),貯箱壓力變化值不宜低于0.04MPa。若同時(shí)考慮測(cè)量精度、測(cè)量用氣量以及貯箱壓力限制等多目標(biāo),測(cè)量時(shí)貯箱壓力變化幅度優(yōu)先在0.06～0.1MPa范圍內(nèi)選取,可兼顧高測(cè)量精度、多次測(cè)量和貯箱安全工作壓力的需求。....

圖4壓力傳感器精度對(duì)測(cè)量精度的影響

同時(shí)也研究了氣瓶和貯箱壓力傳感器量程對(duì)測(cè)量精度的影響如圖5和圖6所示,可見測(cè)量精度與氣瓶和貯箱壓力傳感器量程呈高度近似線性相關(guān),隨著傳感器量程的不斷增大,測(cè)量精度不斷降低,但變化降低幅度不顯著。在測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量選用滿足壓力測(cè)量范圍需要,且量程較小的傳感器。圖5氣瓶壓力傳....

本文編號(hào)：3922848