專(zhuān)利名稱(chēng)：板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板式貯箱在微重力條件下流體傳輸性能的試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)領(lǐng)域，可以推廣應(yīng)用于各種板式貯箱縮比模型的微重力落塔試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
“十一五”期間，完成了航天器在軌加注用28L板式表面張力貯箱的設(shè)計(jì)工作，制作了樣機(jī)模型，進(jìn)行了推進(jìn)劑在軌加注過(guò)程的地面演示試驗(yàn)。該演示試驗(yàn)只能對(duì)板式表面張力貯箱的局部性能進(jìn)行驗(yàn)證，無(wú)法真實(shí)反映其在空間環(huán)境下利用表面張力對(duì)流體的管理、控制和傳輸能力。因此，必須進(jìn)行大量的微重力試驗(yàn)，對(duì)板式表面張力貯箱的流體傳輸性能進(jìn)行深入研究。
對(duì)于微重力試驗(yàn)環(huán)境，可以通過(guò)落塔、飛機(jī)拋物線(xiàn)飛行、空間搭載等手段提供，其中飛機(jī)拋物線(xiàn)飛行不能提供較高的微重力水平，只能進(jìn)行一些對(duì)微重力條件要求不高的試驗(yàn)研究；空間搭載是進(jìn)行微重力試驗(yàn)最好的手段，但是費(fèi)用昂貴，機(jī)會(huì)很少；而落塔試驗(yàn)由于能夠提供較高的微重力水平，試驗(yàn)費(fèi)用較低，使用縮比模型可以彌補(bǔ)微重力試驗(yàn)時(shí)間短的缺陷，成為最重要的研究手段。故自2011年6月起，針對(duì)28L板式表面張力貯箱進(jìn)行縮比設(shè)計(jì)，采用落塔試驗(yàn)的方法對(duì)貯箱縮比模型內(nèi)流體傳輸過(guò)程進(jìn)行了微重力試驗(yàn)研究。為了實(shí)現(xiàn)板式表面張力貯箱模型內(nèi)流體的傳輸，搭建了一種由縮比試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀D像采集裝置、自鎖閥、氮?dú)馄俊饴房刂婆_(tái)和試驗(yàn)管路等組成的流體傳輸試驗(yàn)系統(tǒng)，明確了試驗(yàn)系統(tǒng)的整體方案和功能，總結(jié)得出了適用于板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的簡(jiǎn)單、可靠、可行的微重力試驗(yàn)方法。運(yùn)用該試驗(yàn)方法，完成了 28L板式表面張力貯箱縮比模型流體傳輸特性和液面重定位過(guò)程試驗(yàn)，驗(yàn)證了微重力環(huán)境下板式貯箱的流體管理和傳輸能力。國(guó)外從上世紀(jì)70年代就開(kāi)始了對(duì)微重力環(huán)境下的板式結(jié)構(gòu)流體傳輸性能進(jìn)行研究，投入了巨大的人力和物力，進(jìn)行了大量相關(guān)的微重力試驗(yàn)，利用落塔試驗(yàn)、飛機(jī)拋物線(xiàn)飛行試驗(yàn)、空間搭載試驗(yàn)等手段取得了眾多研究成果。美國(guó)Ford Aerospace公司的T. P. Yeh在1987年對(duì)組合的板式結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了研究，通過(guò)微重力落塔試驗(yàn)研究了其對(duì)流體管理的綜合性能，包括流體在微重力作用下驗(yàn)證板式部件的爬升能力，以及液體在重定位過(guò)程中板式部件抑制液體晃動(dòng)的能力，試驗(yàn)在Santa Clara大學(xué)的落塔上進(jìn)行，文章為 “M. K. Reagan, W. J. Bowman. Analytical and experimental modeling of zero/lowgravity fluid behavior. AIAA87-1865”;萊特航空發(fā)展中心的 Μ· K. Reagan 和 W. J. Bowman在1994年研究了溝槽狀板式部件在微重力環(huán)境下的流動(dòng)傳輸機(jī)理，通過(guò)落塔試驗(yàn)得到了不同時(shí)刻流體在溝槽內(nèi)的三維分布，文章為“M. K. Reagan, ff. J. Bowman. Transient studiesof G—induced capillary flow. Journal of Thermophysics and Heat Transfer. vl3n41999” ；Purdue 大學(xué)的 Yon 然 ang Chen 和 Steven H. Collicott 在 2004 年對(duì)圓柱型容器板壁間的表面張力驅(qū)動(dòng)流進(jìn)行了落塔試驗(yàn)研究，得到了幾何參數(shù)、接觸角、流體粘性、粗糙度、板的厚度以及板的傾斜角對(duì)驅(qū)動(dòng)速度的影響，并對(duì)界面輪廓線(xiàn)在時(shí)間和空間上的分布規(guī)律進(jìn)行了深入研究，文章為 “Chen, Y, Weislogel Μ. M, Nardin C. L. Capillary-drivenflows along rounded interior comers.Journal of Fluid Mechanics， Vol.566，2006，p235-271”；國(guó)外在板式管理裝置研制方面進(jìn)行了多次空間搭載試驗(yàn)，其中典型的有FARE2項(xiàng)目、VTRE項(xiàng)目和NASA在國(guó)際空間站上進(jìn)行的一系列微重力環(huán)境下流體傳輸性能試驗(yàn)項(xiàng)目，文章分別為 “S. Dominick, J. Tegart. Orbital Test Results of aVaned Liquid Acquisition Device. AIAA94_3027”、“David J, Timothy A. Vented TankResupply Experiment-FIight Test Results. AIAA97_2815”、“Mark M. ffeislogel, StevenH. Collicott, et al. The Capillary Flow Experiments Handheld Fluids Experimentsfor International Space Station. AIAA2004-1148，，。由于板式貯箱等板式管理裝置的研制和相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)涉及到國(guó)家安全，掌握了該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家往往進(jìn)行技術(shù)封鎖，國(guó)外能夠提供的資料很不全面，只能起一定的借鑒作用，發(fā)表的相關(guān)文章中均為提及詳細(xì)的試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證方法，對(duì)板式貯箱的機(jī) 理研究需要自行搭建試驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展大量的微重力試驗(yàn)，總結(jié)微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，得到充分的第一手資料，這些基礎(chǔ)資料是不可能從國(guó)外文獻(xiàn)中獲得的。綜上所述，板式表面張力貯箱流體傳輸性能試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法是進(jìn)行“航天器在軌加注技術(shù)研究”課題過(guò)程中摸索和總結(jié)的成果，整個(gè)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法均是全新的，國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)和資料可以借鑒，國(guó)外也極少公開(kāi)紕漏類(lèi)似試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法。為了實(shí)現(xiàn)貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，首次提出了板式表面張力貯箱流體傳輸性能的試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種板式表面張力貯箱流體傳輸性能試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法，能夠有效地驗(yàn)證微重力環(huán)境下板式貯箱的流體管理和傳輸能力。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，包括地面加注與控制模塊和落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K兩部分；所述地面加注與控制模塊，在落塔試驗(yàn)前為落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K充氮?dú)夂图幼⑼七M(jìn)劑模擬液；地面加注與控制模塊包括氮?dú)馄?7)、加氣閥(8)、氣路控制臺(tái)(9)、加液閥(10)和模擬液箱(11);氮?dú)馄?7)通過(guò)加氣閥(8)、氣路控制臺(tái)(9)依次連接；模擬液箱(11)和加液閥(10)連接；模擬液箱(11)內(nèi)部盛裝有推進(jìn)劑模擬液；加氣閥(8)用于控制氮?dú)鈿庠撮_(kāi)閉，氣路控制臺(tái)(9)用以調(diào)整注入充液貯箱模型(I)的氮?dú)饬?，通過(guò)調(diào)節(jié)加液閥(10)開(kāi)度，用以限制注入充液貯箱模型(I)中的推進(jìn)劑模擬液量；所述落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K，用于測(cè)量和驗(yàn)證被充液貯箱模型(2)內(nèi)的流體傳輸行為，控制流體傳輸時(shí)間；落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K包括充液貯箱模型(I)、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⑵的氣口③連接；自鎖閥⑶的兩端分別與被充液貯箱模型⑵的液口④和管路三通(12)的第二端口⑥連接，用來(lái)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(I)的液口②連接；所述自鎖閥控制器(4)與自鎖閥(3)連接，通過(guò)設(shè)置自鎖閥控制器(4)調(diào)節(jié)自鎖閥(3)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)間；圖像采集裝置(5)位于被充液貯箱模型⑵正前方5 IOcm處。
板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)方法，包括下列步驟a.將板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)分別按照權(quán)利要求I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(kāi)放氣閥(6)，通過(guò)自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)打開(kāi)；c.給充液貯箱模型(I)和被充液貯箱模型(2)分別加推進(jìn)劑模擬液至10%的填充量，斷開(kāi)加液閥(10)與管路三通(12)的第一個(gè)端口⑤，對(duì)管路三通(12)的第一端口⑤進(jìn)行密封；d.通過(guò)自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)關(guān)閉；e.將氣路控制臺(tái)(9)與充液貯箱模型(I)的氣口①連接，通過(guò)氮?dú)馄?7)給充液貯箱模型(I)加入氮?dú)?，調(diào)節(jié)氣路控制臺(tái)(9)壓力閥，加壓到O. 01 O. 05Mpa ； f.斷開(kāi)氣路控制臺(tái)(9)與充液貯箱模型(I)的氣口①，并對(duì)充液貯箱模型(I)的氣口①進(jìn)行密封；g.調(diào)整圖像采集裝置(5)，確認(rèn)照明、攝像及數(shù)據(jù)采集正常工作；h.微重力時(shí)間到達(dá)I I. 2s時(shí)，通過(guò)自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)打開(kāi)；i.微重力時(shí)間到達(dá)2.8 3s后，通過(guò)自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)關(guān)閉；j.微重力時(shí)間到達(dá)O. 5 O. 7s后，微重力試驗(yàn)結(jié)束。所述步驟h和i中自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)打開(kāi)與關(guān)閉的時(shí)間必須與落塔總微重力時(shí)間相匹配，才能夠模擬完全微重力環(huán)境下流體傳輸情況，保證經(jīng)過(guò)步驟h后貯箱處于完全微重力條件下，即充液貯箱內(nèi)液面基本穩(wěn)定之后，開(kāi)始進(jìn)行流體傳輸性能試驗(yàn)，微重力結(jié)束前某個(gè)時(shí)段關(guān)閉自鎖閥(3)，以便實(shí)現(xiàn)貯箱模型內(nèi)的液體經(jīng)歷完全失重力、微重力傳輸、微重力重定位三個(gè)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(guò)程，也能夠防止試驗(yàn)結(jié)束后被充液注箱內(nèi)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(shù)計(jì)算。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于(I)本發(fā)明根據(jù)微重力落塔試驗(yàn)研究要求，合理設(shè)計(jì)并搭建了模型試驗(yàn)系統(tǒng)。該試驗(yàn)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、回路密封性好、模型置換容易、攝像觀察方便等優(yōu)點(diǎn)。能夠獲得所有板式表面張力貯箱模型的流體管理能力及流體傳輸特性，并對(duì)貯箱的性能進(jìn)行驗(yàn)證。(2)本發(fā)明采用自鎖閥自動(dòng)控制，與微重力時(shí)間協(xié)調(diào)匹配性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)自鎖閥開(kāi)關(guān)控制與微重力過(guò)程協(xié)調(diào)進(jìn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)地面加注和控制系統(tǒng)與落塔雙艙系統(tǒng)適時(shí)斷開(kāi)，也可以防止試驗(yàn)結(jié)束后被充液注箱內(nèi)液體回流到充液貯箱，能夠保障板式表面張力貯箱模型流體傳輸性能試驗(yàn)安全、可靠進(jìn)行。(3)本發(fā)明采用的試驗(yàn)方法合理、可行，可操作性強(qiáng)，可以推廣應(yīng)用于各種板式貯箱的微重力落塔試驗(yàn)，也適用未來(lái)空間站或衛(wèi)星的推進(jìn)劑在軌加注技術(shù)驗(yàn)證，能夠?qū)ξ⒅亓Νh(huán)境下板式表面張力貯箱推進(jìn)劑加注的可行性、板式貯箱極限性能等進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，推動(dòng)在軌加注技術(shù)的發(fā)展。


圖I是本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖2是本發(fā)明試驗(yàn)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I說(shuō)明了本發(fā)明的板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理。本發(fā)明系統(tǒng)包括充液貯箱模型I、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、氮?dú)馄?、加氣閥8、氣路控制臺(tái)9、加液閥10和模擬液箱11、管路三通12。系統(tǒng)具體連接方式如下采用高壓氣管路將氮?dú)馄?、加氣閥8、氣路控制臺(tái)9與充液貯箱模型I的氣口①依次連接，加氣閥8處于關(guān)閉狀態(tài)；采用PVC液體管路將模擬液箱11、加液閥10和充液貯箱模型I依次連接，加液閥10處于關(guān)閉狀態(tài)；自鎖閥3置于充液貯箱模型I和被充液貯箱模型2之間，采用PVC液體管路連接，同時(shí)將自鎖閥控制器4與自鎖閥3連接，其電信號(hào)由電腦程序控制；放氣閥8與被充液貯箱模型2的氣口③連接；圖像采集裝置5固定于被充液貯箱模型2正前方，距離處于利于調(diào)焦拍攝流體傳輸?shù)奈恢?。試?yàn)采用無(wú)水乙醇作為推進(jìn)劑模擬液，使用氮?dú)庾鳛閴嚎s氣體，能夠?qū)崿F(xiàn)推進(jìn)劑模擬液加注、排放和貯存等功能，可以進(jìn)行板式貯箱板內(nèi)流體行為、液體重定位過(guò)程以及貯箱之間流體傳輸過(guò)程中流·動(dòng)特性的試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)開(kāi)始前，通過(guò)地面加注與控制模塊為充液貯箱模型I充氮?dú)夂图幼⑼七M(jìn)劑模擬液，待試驗(yàn)開(kāi)始后，將地面加注與控制模塊與落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K斷開(kāi)；試驗(yàn)過(guò)程中，落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K用于測(cè)量和驗(yàn)證板式貯箱內(nèi)流體傳輸行為，控制流體傳輸時(shí)間。為了能夠模擬完全微重力環(huán)境下流體傳輸情況，須設(shè)定一個(gè)合理的微重力時(shí)間，使貯箱處于完全微重力條件下，即充液貯箱內(nèi)液面基本穩(wěn)定之后，開(kāi)始進(jìn)行流體傳輸性能試驗(yàn)。由于百米微重力落塔能夠提供的總微重力試驗(yàn)時(shí)間月為3. 5s，經(jīng)過(guò)幾次試驗(yàn)確定了自鎖閥開(kāi)啟和閉合的時(shí)間分別為I I. 2s和2. 8 3s，即微重力時(shí)間到達(dá)I I. 2s時(shí)，通過(guò)預(yù)先制定的程序命令，將自鎖閥3打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)行微重力環(huán)境下加注，微重力時(shí)間到達(dá)
2.8 3s后，通過(guò)預(yù)先制定的程序命令，關(guān)閉自鎖閥3，流體傳輸過(guò)程結(jié)束，后續(xù)進(jìn)入液面微重力重定位過(guò)程。圖2說(shuō)明了本發(fā)明試驗(yàn)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，具體步驟如下試驗(yàn)開(kāi)始前，應(yīng)準(zhǔn)備好充液貯箱模型I、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、氮?dú)馄?、加氣閥8、氣路控制臺(tái)9、加液閥10、模擬液箱11和管路三通12等試驗(yàn)器材，分別采用高壓氣管路和PVC液體管路將氣路和液路連接，具體連接方法如前文所述，地面加注與控制模塊和落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K搭建完成；通過(guò)自鎖閥控制器4將自鎖閥3打開(kāi)，同時(shí)打開(kāi)被充液貯箱模型2 —側(cè)的放氣閥6，斷開(kāi)加注貯箱模型的氣口連接管路；給充液貯箱模型和被充液貯箱模型2分別加液至10 %的填充量，斷開(kāi)充液管路，對(duì)充液貯箱模型I的液口②進(jìn)行密封；通過(guò)自鎖閥控制器將自鎖閥關(guān)閉，斷開(kāi)充液貯箱模型的液口②；連接加氣管路，給充液貯箱模型I加入氮?dú)?，調(diào)節(jié)氣路控制臺(tái)9的壓力表值，加壓到O. 01 O. 05Mpa，加壓時(shí)應(yīng)先緩慢開(kāi)啟最小壓力控制閥，慢慢調(diào)節(jié)至所需壓力；密封充液貯箱模型I的氣口①，使落塔雙艙系統(tǒng)處于回路密閉狀態(tài)；調(diào)整圖像采集裝置5的位置，4調(diào)試焦距，確認(rèn)照明、攝像及數(shù)據(jù)采集正常工作；釋放落塔雙艙試驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)始記錄微重力時(shí)間；微重力時(shí)間到達(dá)I I. 2s范圍時(shí)，通過(guò)自鎖閥控制器4將自鎖閥3打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)行微重力環(huán)境下加注；微重力時(shí)間到達(dá)2. 8 3s范圍時(shí)，通過(guò)預(yù)先制定的程序命令，關(guān)閉自鎖閥3 ;約O. 5s O. 7s后，微重力試驗(yàn)結(jié)束。 本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括地面加注與控制模塊和落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K兩部分； 所述地面加注與控制模塊，在落塔試驗(yàn)前為落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K充氮?dú)夂图幼⑼七M(jìn)劑模擬液；地面加注與控制模塊包括氮?dú)馄?7)、加氣閥(8)、氣路控制臺(tái)(9)、加液閥(10)和模擬液箱(11);氮?dú)馄?7)通過(guò)加氣閥(8)、氣路控制臺(tái)(9)依次連接；模擬液箱(11)和加液閥(10)連接；模擬液箱(11)內(nèi)部盛裝有推進(jìn)劑模擬液；加氣閥(8)用于控制氮?dú)鈿庠撮_(kāi)閉，氣路控制臺(tái)(9)用以調(diào)整注入充液貯箱模型(I)的氮?dú)饬?，通過(guò)調(diào)節(jié)加液閥(10)開(kāi)度，用以限制注入充液貯箱模型(I)中的推進(jìn)劑模擬液量； 所述落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K，用于測(cè)量和驗(yàn)證被充液貯箱模型(2)內(nèi)的流體傳輸行為，控制流體傳輸時(shí)間；落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K包括充液貯箱模型(I)、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(lái)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(I)的液口②連接；所述自鎖閥控制器(4)與自鎖閥(3)連接，通過(guò)設(shè)置自鎖閥控制器(4)調(diào)節(jié)自鎖閥(3)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)間；圖像采集裝置(5)位于被充液貯箱模型⑵正前方5 IOcm處。
2.板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)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(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)分別按照權(quán)利要求I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(kāi)放氣閥(6)，通過(guò)自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)打開(kāi)； c.給充液貯箱模型(I)和被充液貯箱模型(2)分別加推進(jìn)劑模擬液至10%的填充量，斷開(kāi)加液閥(10)與管路三通(12)的第一端口⑤，對(duì)管路三通(12)的第一端口⑤進(jìn)行密封； d.通過(guò)自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)關(guān)閉； e.將氣路控制臺(tái)(9)與充液貯箱模型(I)的氣口①連接，通過(guò)氮?dú)馄?7)給充液貯箱模型(I)加入氮?dú)?，調(diào)節(jié)氣路控制臺(tái)(9)壓力閥，加壓到O. 01 O. 05Mpa ； f.斷開(kāi)氣路控制臺(tái)(9)與充液貯箱模型(I)的氣口①，并對(duì)充液貯箱模型(I)的氣口①進(jìn)行密封； g.調(diào)整圖像采集裝置(5)，確認(rèn)照明、攝像及數(shù)據(jù)采集正常工作； h.微重力時(shí)間到達(dá)I I.2s時(shí)，通過(guò)自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)打開(kāi)； i.微重力時(shí)間到達(dá)2.8 3s后，通過(guò)自鎖閥控制器(4)將自鎖閥(3)關(guān)閉； j.微重力時(shí)間到達(dá)O. 5 O. 7s后,微重力試驗(yàn)結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)方法，其特征在于所述步驟h和i中自鎖閥控制器⑷將自鎖閥(3)打開(kāi)與關(guān)閉的時(shí)間必須與落塔總微重力時(shí)間相匹配，才能夠模擬完全微重力環(huán)境下流體傳輸情況，保證經(jīng)過(guò)步驟h后貯箱處于完全微重力條件下，即充液貯箱內(nèi)液面基本穩(wěn)定之后，開(kāi)始進(jìn)行流體傳輸性能試驗(yàn)，微重力結(jié)束前某個(gè)時(shí)段關(guān)閉自鎖閥(3)，以便實(shí)現(xiàn)貯箱模型內(nèi)的液體經(jīng)歷完全失重力、微重力傳輸、微重力重定位三個(gè)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(guò)程，也能夠防止試驗(yàn)結(jié)束后被充液注箱內(nèi)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(shù)計(jì)算 。
全文摘要
板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法，由充液貯箱模型、被充液貯箱模型、自鎖閥、自鎖閥控制器、圖像采集裝置、放氣閥、氮?dú)馄俊⒓託忾y、氣路控制臺(tái)、加液閥、模擬液箱及管路三通等組件構(gòu)成板式貯箱流體傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，其中落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K用于測(cè)量和驗(yàn)證板式貯箱內(nèi)流體傳輸行為，控制流體傳輸時(shí)間，地面加注與控制模塊在落塔試驗(yàn)前為充液貯箱模型充氮?dú)夂图幼⑼七M(jìn)劑模擬液，待試驗(yàn)開(kāi)始后，將地面加注與控制模塊與落塔雙艙試驗(yàn)?zāi)K斷開(kāi)。試驗(yàn)系統(tǒng)及方法具有結(jié)構(gòu)緊湊、自鎖閥自動(dòng)控制與微重力時(shí)間協(xié)調(diào)匹配性強(qiáng)、占用空間小、回路密封性好、模型置換容易、攝像觀察方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B64G7/00GK102941929SQ20121042846
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者莊保堂, 李永, 胡齊, 潘海林, 李澤 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所