侧向微重力环境下板式表面张力贮箱内推进剂晃动行为分析

黄 滨，王 璐，陈 磊，刘锦涛，吴大转

1.浙江大学海洋学院，舟山 316021 2.北京控制工程研究所，北京 100190 3.浙江大学能源工程学院，杭州 310027

0 引 言

随着航天事业的迅速发展，对航天器的有效工作寿命与经济性有了更高的要求，因而推进剂在航天器中的填充量在不断地增大.现阶段的航天任务越来越复杂，对其姿态和机动性能要求越来越高，使得我们对航天器贮箱运行过程中推进剂在不同工况下的流动状态越来越重视[1-3].板式表面张力贮箱是国际上航行器主流的推进剂贮箱,它利用表面张力进行液体输送和气液分离，为发动机或推力器提供不夹气的推进剂，PMD作为板式表面张力贮箱的核心部件对贮箱为发动机或推进器提供不夹气的推进剂有关键作用[4-7].由于贮箱内推进剂的晃动会对PMD的液体管理能力产生重要影响，从而对航天器的正常运行产生重大影响，因此需要关注航天器飞行过程中不同姿态下的推进剂晃动问题[8-12].针对微重力环境下板式贮箱内流体行为研究，由于无法长时间进行地面微重力验证试验，常采用数值仿真进行先验性分析.通过数值仿真可以对航天器航行中推进剂行为进行预测，分析贮箱结构对推进剂管理性能的影响，对PMD结构设计与优化起导向作用[13-14].本文根据卫星可能的在轨飞行情况，针对重定位过程中推进剂有明显晃动产生的东西位置保持和南北位置保持工况下的板式表面张力贮箱内部流体运动……