[发明专利]一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法

权利要求书

1.一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、确定低温推进剂在轨贮存净漏热量Q_loss；

(2)、根据净漏热量Q_loss、低温推进剂饱和温度对应蒸发潜热γ和在轨工作时间t，获得不同工况下的低温推进剂蒸发量及蒸发率i表示不同的工况，i＝1，2，……,N，其中N为工况数量；

(3)、获得不同工况下引入制冷机带来的重量增加将同一工况下的与对应的蒸发量求和得到该工况下的系统重量代价遍历所有工况下的系统重量代价寻找系统重量代价的最小值；

(4)、记录系统重量代价取最小值时对应的工况，作为最优工况。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：所述步骤(1)中确定低温推进剂在轨贮存净漏热量Q_loss的具体方法如下：

Q_loss＝Q_MLI+Q_struts+Q_parastitic+Q_penetrations-Q_vapor-Q_cryocooler

其中：Q_MLI表示推进剂贮箱表面隔热材料漏热量；Q_struts表示推进剂贮箱支撑结构的漏热量；Q_parastitic表示制冷机漏热量；Q_penetrations表示贮箱管路漏热量；Q_vapor表示低温推进剂排气可利用冷量；Q_cryocooler表示制冷机的制冷量。

3.根据权利要求2所述的一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：推进剂贮箱表面隔热材料漏热量Q_MLI的计算公式如下：

其中，T_hot为贮箱隔热层外侧温度；T_cold为贮箱内部液态低温推进剂温度；

N_s为多层隔热材料总层数。

4.根据权利要求2所述的一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：推进剂贮箱支撑结构的漏热量Q_struts的计算公式如下：

对于液氧推进剂的Q_struts：

其中：C₁为设计余量因子，C₂为0.44，M_tank为低温推进剂贮箱重量；M_propellant为低温推进剂重量；

对于液氢推进剂的Q_struts：

其中：C'₂为0.021；T_hot为贮箱隔热层外侧温度；T_cold为贮箱内部液态低温推进剂温度。

5.根据权利要求2所述的一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：贮箱管路漏热量Q_penetrations的计算公式如下：

其中：C₁为设计余量因子；T_hot为贮箱隔热层外侧温度；T_cold为贮箱内部液态低温推进剂温度，V_tank为贮箱体积。

6.根据权利要求2所述的一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，其特征在于：制冷机漏热量Q_parastitic的计算公式如下：

其中，为制冷机输入功率，T_hot为贮箱隔热层外侧温度；T_cold为贮箱内部液态低温推进剂温度；C₁为设计余量因子，C₂为阴影因子。