低温液体火箭注气式蓄压器总体方案研究

张青松，范瑞祥，张 兵，陈士强

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 中国运载火箭技术研究院，北京，100076）

0 引 言

液体火箭POGO振动是动力系统压力脉动与结构纵向振动相耦合而产生的动力学不稳定问题[1]，影响运载火箭的低频振动环境和飞行可靠性，对载人运载火箭而言有效抑制POGO振动尤为重要[2]。为抑制液体火箭的POGO振动，通常采取的措施是在输送管路上或在发动机内部安装蓄压器，用以调整动力系统的频率，以此来降低动力系统与结构纵向振动的耦合，保证结构纵向振动稳定[3,4]。

用于抑制液体火箭POGO振动的蓄压器按其系统组成主要可分为贮气式和注气式两大类。贮气式蓄压器通常采用一个弹性结构将工作气体封存起来，气体与推进剂相互隔离，金属膜盒式蓄压器是此类蓄压器的典型代表，目前在中国液体运载火箭POGO抑制方面有着广泛的应用[5]。关于此类蓄压器，相关研究机构也开展了大量研究工作，文献[6]采用集中参数法研究了蓄压器在输送管上不同位置对某推进系统振动频率的影响；文献[7]从蓄压器中气体的状态方程出发，建立蓄压器的非线性模型，并对管路和箭体结构耦合系统进行了时域仿真，仿真结果体现了POGO振动失稳时的发散和收敛过程，以及压力脉动变化的非对称特点。文献[8]分析讨论了膜盒机械刚度对单膜盒蓄压器的影响，指出当蓄压器膜盒机械刚度很大时会影响POGO分析的精度。

注气式蓄压器的气腔与推进剂直接接触，没有弹性结构隔离，自带充放气系统，在火箭飞行过程中不断向蓄压器中注入或排出气体。……