低溫推進劑空間管理技術研究進展與展望
發(fā)布時間:2021-03-06 17:55
本文介紹了低溫推進劑的性能優(yōu)勢與空間管理挑戰(zhàn),梳理了低溫流體空間管理(CFM)技術特征及其研究現(xiàn)狀,建議按照重力依賴型與重力無關型分類開展技術成熟度提升研究。調(diào)研了美國逾半個世紀的CFM技術搭載實驗研究歷程,分析了各類平臺的工作特性與性能優(yōu)勢。基于我國航天發(fā)展現(xiàn)狀與未來需求,探析了我國開展CFM技術攻關、飛行搭載實驗的可行方案。建議在我國載人空間站規(guī)劃艙內(nèi)低溫技術實驗柜與艙外暴露平臺實驗模塊,加速我國CFM技術向工程應用的轉化。
【文章來源】:宇航學報. 2020,41(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
不同推進劑航天器速度增量與初始發(fā)射質量關系
美國“半人馬”氫氧上面級所采用CFM技術代表了人類空間管控低溫推進劑的最高水平。然而,在所發(fā)射任務中,液氫空間貯存最長僅9 h,采用熱防護技術對應的日均蒸發(fā)損失達30%[5]。為了實現(xiàn)低溫推進劑更高效空間貯存,學者們提出了多種被動熱防護技術,包括多層絕熱材料(MLI)包裹、被動非接觸支撐桿(PODS)連接、排氣式輻射冷屏等,利用氫的仲-正轉化釋冷特性也可進一步降低液氫蒸發(fā)損失[6]。需要說明的是,被動熱防護技術是其他CFM技術發(fā)揮作用的前提,只有當被動熱防護技術將貯箱漏熱顯著降低后,主動技術(流體混合、空間制冷、排氣泄壓等)才能發(fā)揮作用。因此,被動熱防護兼具效能與技術的雙重意義。MLI表面絕熱是降低貯箱綜合漏熱的關鍵,國內(nèi)外學者均對MLI的絕熱性能與傳熱規(guī)律開展了研究。在該領域,有如下兩點需引起關注:
傳統(tǒng)MLI與LB-MLI結構比較
【參考文獻】:
期刊論文
[1]熱力學排氣系統(tǒng)中節(jié)流效應及其冷量利用分析[J]. 任建華,謝福壽,王磊,厲彥忠. 宇航學報. 2020(04)
[2]氫氧推進劑在軌加注若干關鍵問題研究進展[J]. 李佳超,梁國柱,王夕,陳士強,王楠. 宇航總體技術. 2019(06)
[3]發(fā)展高可靠低成本進出空間技術,迎接太空經(jīng)濟時代(英文)[J]. BAO Weimin,WANG Xiaowei. Aerospace China. 2019(04)
[4]火箭燃料貯箱熱力學排氣系統(tǒng)控壓性能仿真研究[J]. 夏斯琦,孫培杰,李鵬,王長煥,王磊,厲彥忠. 制冷學報. 2019(03)
[5]氫仲-正轉化釋冷方案及冷量空間利用潛能分析[J]. 王磊,葉世軒,厲彥忠,嚴天,薛良江. 宇航學報. 2019(01)
[6]基于在軌加注站的空間運輸系統(tǒng)規(guī)模分析[J]. 汪小衛(wèi),魯宇,唐瓊,吳勝寶,高朝輝,申麟. 載人航天. 2017(03)
[7]液體推進劑在軌加注技術與加注方案[J]. 王磊,厲彥忠,馬原,謝福壽. 航空動力學報. 2016(08)
[8]低溫推進劑在軌加注技術與方案研究綜述[J]. 馬原,厲彥忠,王磊,朱康,徐孟健. 宇航學報. 2016(03)
[9]在軌加注站概念研究[J]. 魯宇,汪小衛(wèi),Saccoccia Giorgio,饒大林,張烽. 導彈與航天運載技術. 2015(01)
本文編號:3067540
【文章來源】:宇航學報. 2020,41(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
不同推進劑航天器速度增量與初始發(fā)射質量關系
美國“半人馬”氫氧上面級所采用CFM技術代表了人類空間管控低溫推進劑的最高水平。然而,在所發(fā)射任務中,液氫空間貯存最長僅9 h,采用熱防護技術對應的日均蒸發(fā)損失達30%[5]。為了實現(xiàn)低溫推進劑更高效空間貯存,學者們提出了多種被動熱防護技術,包括多層絕熱材料(MLI)包裹、被動非接觸支撐桿(PODS)連接、排氣式輻射冷屏等,利用氫的仲-正轉化釋冷特性也可進一步降低液氫蒸發(fā)損失[6]。需要說明的是,被動熱防護技術是其他CFM技術發(fā)揮作用的前提,只有當被動熱防護技術將貯箱漏熱顯著降低后,主動技術(流體混合、空間制冷、排氣泄壓等)才能發(fā)揮作用。因此,被動熱防護兼具效能與技術的雙重意義。MLI表面絕熱是降低貯箱綜合漏熱的關鍵,國內(nèi)外學者均對MLI的絕熱性能與傳熱規(guī)律開展了研究。在該領域,有如下兩點需引起關注:
傳統(tǒng)MLI與LB-MLI結構比較
【參考文獻】:
期刊論文
[1]熱力學排氣系統(tǒng)中節(jié)流效應及其冷量利用分析[J]. 任建華,謝福壽,王磊,厲彥忠. 宇航學報. 2020(04)
[2]氫氧推進劑在軌加注若干關鍵問題研究進展[J]. 李佳超,梁國柱,王夕,陳士強,王楠. 宇航總體技術. 2019(06)
[3]發(fā)展高可靠低成本進出空間技術,迎接太空經(jīng)濟時代(英文)[J]. BAO Weimin,WANG Xiaowei. Aerospace China. 2019(04)
[4]火箭燃料貯箱熱力學排氣系統(tǒng)控壓性能仿真研究[J]. 夏斯琦,孫培杰,李鵬,王長煥,王磊,厲彥忠. 制冷學報. 2019(03)
[5]氫仲-正轉化釋冷方案及冷量空間利用潛能分析[J]. 王磊,葉世軒,厲彥忠,嚴天,薛良江. 宇航學報. 2019(01)
[6]基于在軌加注站的空間運輸系統(tǒng)規(guī)模分析[J]. 汪小衛(wèi),魯宇,唐瓊,吳勝寶,高朝輝,申麟. 載人航天. 2017(03)
[7]液體推進劑在軌加注技術與加注方案[J]. 王磊,厲彥忠,馬原,謝福壽. 航空動力學報. 2016(08)
[8]低溫推進劑在軌加注技術與方案研究綜述[J]. 馬原,厲彥忠,王磊,朱康,徐孟健. 宇航學報. 2016(03)
[9]在軌加注站概念研究[J]. 魯宇,汪小衛(wèi),Saccoccia Giorgio,饒大林,張烽. 導彈與航天運載技術. 2015(01)
本文編號:3067540
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