[發明專利]板式貯箱流體傳輸性能驗證的微重力試驗系統及試驗方法

有效

• 申請號: 201210428464.3
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102941929A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 莊保堂;李永;胡齊;潘海林;李澤
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.板式貯箱流體傳輸性能驗證的微重力試驗系統，其特征在于：包括地面加注與控制模塊和落塔雙艙試驗模塊兩部分；

所述地面加注與控制模塊，在落塔試驗前為落塔雙艙試驗模塊充氮氣和加注推進劑模擬液；地面加注與控制模塊包括氮氣瓶(7)、加氣閥(8)、氣路控制臺(9)、加液閥(10)和模擬液箱(11)；氮氣瓶(7)通過加氣閥(8)、氣路控制臺(9)依次連接；模擬液箱(11)和加液閥(10)連接；模擬液箱(11)內部盛裝有推進劑模擬液；加氣閥(8)用于控制氮氣氣源開閉，氣路控制臺(9)用以調整注入充液貯箱模型(1)的氮氣量，通過調節加液閥(10)開度，用以限制注入充液貯箱模型(1)中的推進劑模擬液量；

所述落塔雙艙試驗模塊，用于測量和驗證被充液貯箱模型(2)內的流體傳輸行為，控制流體傳輸時間；落塔雙艙試驗模塊包括充液貯箱模型(1)、被充液貯箱模型(2)、自鎖閥(3)、自鎖閥控制器(4)、圖像采集裝置(5)、放氣閥(6)和管路三通(12)；放氣閥(6)與被充液貯箱模型(2)的氣口③連接；自鎖閥(3)的兩端分別與被充液貯箱模型(2)的液口④和管路三通(12)的第二端口⑥連接，用來控制管路中液體傳輸量；管路三通(12)的第三端口⑦與充液貯箱模型(1)的液口②連接；所述自鎖閥控制器(4)與自鎖閥(3)連接，通過設置自鎖閥控制器(4)調節自鎖閥(3)的自動開關時間；圖像采集裝置(5)位于被充液貯箱模型(2)正前方5～10cm處。

2.板式貯箱流體傳輸性能驗證的微重力試驗方法，其特征在于包括下列步驟：

a.將板式貯箱流體傳輸性能驗證的微重力試驗系統分別按照權利要求1所述方式連接，然后將加液閥(10)與管路三通(12)的第一端口⑤連接；

b.打開放氣閥(6)，通過自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)打開；

c.給充液貯箱模型(1)和被充液貯箱模型(2)分別加推進劑模擬液至10％的填充量，斷開加液閥(10)與管路三通(12)的第一端口⑤，對管路三通(12)的第一端口⑤進行密封；

d.通過自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)關閉；

e.將氣路控制臺(9)與充液貯箱模型(1)的氣口①連接，通過氮氣瓶(7)給充液貯箱模型(1)加入氮氣，調節氣路控制臺(9)壓力閥，加壓到0.01～0.05Mpa；

f.斷開氣路控制臺(9)與充液貯箱模型(1)的氣口①，并對充液貯箱模型(1)的氣口①進行密封；

g.調整圖像采集裝置(5)，確認照明、攝像及數據采集正常工作；

h.微重力時間到達1～1.2s時，通過自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)打開；

i.微重力時間到達2.8～3s后，通過自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)關閉；

j.微重力時間到達0.5～0.7s后，微重力試驗結束。

3.根據權利要求2所述的板式貯箱流體傳輸性能驗證的微重力試驗方法，其特征在于：所述步驟h和i中自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)打開與關閉的時間必須與落塔總微重力時間相匹配，才能夠模擬完全微重力環境下流體傳輸情況，保證經過步驟h后貯箱處于完全微重力條件下，即充液貯箱內液面基本穩定之后，開始進行流體傳輸性能試驗，微重力結束前某個時段關閉自鎖閥(3)，以便實現貯箱模型內的液體經歷完全失重力、微重力傳輸、微重力重定位三個階段，這樣便于記錄不同階段流體傳輸特性和液體重定位過程，也能夠防止試驗結束后被充液注箱內液體回流到充液貯箱，以致影響含液貯箱的擠出效率性能參數計算。