[發明專利]一種并聯平鋪貯箱衛星的零配重質心調配方法

有效

• 申請號: 201410572356.2
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104401506A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 陳曉杰;陸國平;周徐斌;董瑤海;林景松;張小柯;曾擎
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

1.一種并聯平鋪貯箱衛星的零配重質心調配方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)預算衛星質心位置；

(2)預算質心可調整的范圍；

(3)在衛星的質量特性測試后，得到質心的實測值，根據實測值，分析并計算需調整的推進劑質量及位置，使質心往原點靠近；

(4)根據各貯箱的推進劑加注量計算結果，實施衛星的推進劑加注，控制不同的加注量，同時，設置加注后的工作狀態。

2.根據權利要求1所述的并聯平鋪貯箱衛星的零配重質心調配方法，其特征在于，所述第(2)步預算衛星的初始質心可調整范圍的具體步驟如下：

a)預算同種推進劑貯箱加注推進劑的最大質量差異

氧化劑貯箱加注最大質量差異ΔM_氧預算如下：

上式中β為氧化劑貯箱的最大填充系數，ρ_氧為氧化劑密度，V_貯為貯箱容積，H為氧化劑密度與燃燒劑密度的比值，M_推為推進劑總質量；

燃燒劑貯箱加注最大質量差異MΔ_燃預算如下：

上式中ρ_燃為燃燒劑密度ρ_燃＝ρ_氧/H；

b)預算X向的可調整范圍

X向可調整范圍|ΔX|預算如下：

M_衛星為衛星質量，r為貯箱分布的圓半徑，α為圓心到氧化劑貯箱的連線與X軸的夾角；

c)預算Y向的可調整范圍

Y向可調整范圍|ΔY|預算如下：

3.根據權利要求2所述的并聯平鋪貯箱衛星的零配重質心調配方法，其特征在于，所述第(3)步的具體步驟如下：

a)初步判斷需調整的推進劑種類及貯箱位置

根據實測質心所在象限及位置，對需調整的推進劑種類及貯箱位置進行定性的判斷，得到哪些貯箱多加注，哪些貯箱少加注；

b)初算是否能達到設計要求

根據實測的質心位置以及X、Y向的可調整范圍的預算結果，初步計算調整后的質心是否能達到設計要求，若實測質心已滿足設計要求，則各貯箱只需平衡加注；若采用零配重的方法進行質心調配后，可滿足設計要求，則進行下一步驟的工作；

c)確定最終的質心調配目標

結合實測質心和設計要求，確定最終的質心調配目標制定目標的原則為減少調整量的同時滿足設計要求并留有一定余量即可；

d)計算各貯箱加注量

上述條件具備后，可先計算同種推進劑貯箱的實際質量差異ΔM_氧實和ΔM_燃實，兩者在X和Y向分別滿足下述關系：

上式中和分別為在X和Y向的分量，表示衛星質心位置的實測值，和分別為在X和Y向的分量，ΔM_氧實表示氧化劑的實際質量差異，ΔM_燃實表示燃燒劑的實際質量差異；ΔM_氧實>0和ΔM_燃實>0，表示同種推進劑的貯箱中靠近衛星+X側的貯箱多加注，解上述二元一次方程組，可得：

各貯箱的加注量分別為：

M_氧A實＝M_氧A+0.5ΔM_氧實

M_氧B實＝M_氧B-0.5ΔM_氧實

M_燃A實＝M_燃A+0.5ΔM_燃實

M_燃B實＝M_燃B-0.5ΔM_燃實

M_氧A，M_氧B，M_燃A，M_燃B分別是按照均布的方式在氧化劑貯箱A、氧化劑貯箱B、燃燒劑貯箱A和燃燒劑貯箱B中的推進劑質量，其中M_氧A＝M_氧B，M_燃A＝M_燃B，M_氧A+M_氧B+M_燃A+M_燃B＝M_推，M_推為衛星需加注的推進劑總質量。

4.根據權利要求1所述的并聯平鋪貯箱衛星的零配重質心調配方法，其特征在于，所述第(4)步，設置加注后的工作狀態包括：變軌期間，保持推進劑加注量的差異；變軌結束后，需確保剩余推進劑均在貯箱的管理裝置內；在軌工作期間，通過對推進劑剩余量多的貯箱進行補氣，使同種推進劑貯箱內的推進劑含量趨于平衡，或者通過先使用推進劑剩余量多的貯箱內的推進劑，使推進劑含量趨于平衡。