网幕通道式贮箱在轨重定位过程的蓄流稳定性研究

王云龙; 马原; 张荣达; 王康; 厉彦忠

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (8) : 42 -52.

王云龙, 马原, 张荣达, 王康, 厉彦忠

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摘要

为明确网幕通道式贮箱在实际飞行中的工作特性及推进剂管理能力，基于流体体积法和连续表面张力模型，针对某网幕通道式贮箱建立了三维仿真模型，对不同充注率和不同扰动条件下贮箱重定位过程进行计算。研究了网幕通道式贮箱重定位过程中气液相分布规律及推进剂质心变化规律，并将网幕通道式与板式贮箱内的推进剂管理装置蓄流能力进行了对比分析。结果表明：面对多变的充注率与扰动条件，网幕通道式贮箱整体具有比板式贮箱更强的蓄流稳定性，特别是在5%低充注率条件下更不容易发生局部蓄流失效；低充注率下，重定位过程气液相分布主要受到网幕通道结构表面张力的强约束，随着充注率的增加，外加扰动对重定位过程气液相分布的影响逐渐增强，质心振荡幅度增大；针对液相位于底部的初始条件，网幕通道式贮箱对于反向加速度扰动的重定位响应最敏感，对于侧向加速度的扰动影响最难克服。研究可为网幕通道式贮箱在未来新型航天任务中的工程应用及设计优化提供参考。