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

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1氣體注入法推進劑剩余量測量原理圖

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

圖2貯箱中剩余推進劑體積對測量精度的影響

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

圖3測量時貯箱壓力變化值對測量精度的影響

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

圖4壓力傳感器精度對測量精度的影響

同時也研究了氣瓶和貯箱壓力傳感器量程對測量精度的影響如圖5和圖6所示,可見測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,測量精度不斷降低,但變化降低幅度不顯著。在測量系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)盡量選用滿足壓力測量范圍需要,且量程較小的傳感器。圖5氣瓶壓力傳....

本文編號：3922848