集成流體管理（Integrated Vehicle Fluids,IVF）技術(shù)是為氫氧上面級(jí)適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間在軌而提出的新技術(shù)手段,通過將貯箱內(nèi)液氫液氧及氫氧蒸氣與內(nèi)燃機(jī)技術(shù)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)貯箱增壓、姿控、供電等功能一體化,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氦氣增壓子系統(tǒng)、肼類姿控子系統(tǒng)、電池電源子系統(tǒng),減輕上面級(jí)系統(tǒng)質(zhì)量,適應(yīng)在軌數(shù)天至數(shù)周的飛行任務(wù)。研究IVF技術(shù),對(duì)提高我國氫氧上面級(jí)長(zhǎng)時(shí)間在軌能力具有重要意義。本文在IVF概念的基礎(chǔ)上,提出適用于我國長(zhǎng)時(shí)間在軌氫氧上面級(jí)的低溫推進(jìn)劑集成管理（Integrated cryogenic propellant management,ICPM）方案:氫氧上面級(jí)搭載ICPM系統(tǒng),利用氫箱的氫蒸氣和氧箱的液氧,實(shí)現(xiàn)貯箱增壓、姿控、供電等功能。根據(jù)模塊化建模思想,將ICPM系統(tǒng)劃分為氫壓縮機(jī)、氧活塞泵、氫氧內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、電池、氫氧氣瓶、管路、換熱器、氫氧推力器、閥門等組件,采用AMESim商業(yè)軟件建立各組件模型,組成ICPM系統(tǒng)仿真模型,開展仿真研究。以氫氧上面級(jí)奔月的任務(wù)為背景,開展ICPM系統(tǒng)在軌工作過程仿真,研究了組件的工作模式和參數(shù)變化規(guī)律,分析各組件的工作特性。通過... 

【文章來源】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)安裝位置示意圖(a)IVF

侍野：低溫推進(jìn)劑集成管理方案研究-2-(a)IVF系統(tǒng)安裝位置示意圖(b)IVF系統(tǒng)示意圖圖1.1安裝IVF系統(tǒng)的氫氧上面級(jí)示意圖[10]IVF技術(shù)具有以下應(yīng)用前景：(1)應(yīng)用于未來新一代氫氧上面級(jí)，執(zhí)行太空垃圾清理、地月間載荷運(yùn)輸?shù)乳L(zhǎng)航時(shí)任務(wù)[12,13]，如圖1.2所示。結(jié)合在軌補(bǔ)加推進(jìn)劑，氫氧上面級(jí)能多次往返于近地軌道（LEO）至地球同步軌道（GEO），或LEO至地月拉格朗日點(diǎn)L1點(diǎn)的空間站，隨后從L1點(diǎn)空間站出發(fā)，將載荷運(yùn)輸至月球。

中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院碩士學(xué)位論文-3-圖1.2地月間載荷運(yùn)輸任務(wù)示意圖(2)應(yīng)用于火箭多次發(fā)射[14]的任務(wù)模式，執(zhí)行距離更遠(yuǎn)、載荷更重的空間任務(wù)，如圖1.3所示。IVF方案下，上面級(jí)在軌加注只需要補(bǔ)加液氫液氧，不需要補(bǔ)充氦氣、肼推進(jìn)劑、電池，更具可行性。第一枚火箭的載荷為加注滿液氫液氧的在軌補(bǔ)加貯箱，由上面級(jí)發(fā)射至預(yù)定軌道，與后續(xù)第二枚火箭發(fā)射的上面級(jí)交會(huì)對(duì)接，將推進(jìn)劑加注至第二枚火箭的上面級(jí)，再由補(bǔ)加后的上面級(jí)完成載荷運(yùn)輸任務(wù)。圖1.3多次發(fā)射任務(wù)示意圖(3)為太空艙或其他任務(wù)載荷供電、供水[15]。IVF系統(tǒng)的氫氧內(nèi)燃機(jī)能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)提供長(zhǎng)時(shí)間中等功率電能，或短時(shí)間大功率電能。氫氧內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)物為水，經(jīng)處理可供航天員飲用。


本文編號(hào)：3134281