[发明专利]一种基于热容法大型贮箱推进剂剩余量精确测量方法

说明书

本发明涉及一种基于热容法大型贮箱推进剂剩余量精确测量方法，通过地面试验获得不同的推进剂剩余量的温度时间曲线；测量实际贮箱实际温度时间曲线，与存储的多条温度时间曲线对比，通过对试验温度变化曲线进行插值估算实际贮箱推进剂剩余量。本发明实现了大型贮箱的推进剂剩余量的准确测量，实现卫星寿命末期推进剂估算误差小于±2.4个月。

技术领域

本发明涉及一种基于热容法大型贮箱推进剂剩余量精确测量方法，属于贮箱测量领域。

背景技术

对于航天器来说，尤其是GEO轨道卫星，剩余推进剂的多少是决定航天器能否继续工作的关键因素之一。准确的剩余推进剂测量结果是航天器在轨管理的基础，能够保证航天器在轨长期高效稳定的运行。尤其是到工作寿命末期，能够准确预测航天器寿终时刻，有利于航天器的离轨策略制定及后续任务方案决策，而对于商业通信卫星来说，是商业合同签订的重要依据。大型卫星一般采用双组元推进系统。通过总结分析到目前为止已经离轨或者仍然在轨的卫星型号推进剂利用率情况可以发现，双组元卫星平台在轨推进剂利用率仍然有可观的提升空间。因此，有必要深入分析影响我国双组元卫星推进系统推进剂在轨利用率的各项因素，采取对应的可靠性增长措施，提高我国双组元卫星推进系统推进剂在轨利用率。

目前在高轨卫星上普遍采用记账法(BK法)和PVT法测量卫星的推进剂剩余量。对于卫星寿命起始时段(BOL)和寿命中期(MOL)的推进剂剩余量测量精度较高，但对卫星寿命末期(EOL)的推进剂剩余量难以提供高精度的预测结果，误差通常为1％～2％，对于卫星寿命预测精度仅达6～12个月，与国际要求的±3个月存在较大差距。而卫星寿命末期推进剂剩余量的精确预测对航天器离轨策略的制定及后续任务方案的决策均具有重要意义，对于商业通信卫星更是商业合同签订的重要依据。

热容法是一种适用于卫星在轨寿命末期的推进剂剩余量精确测量方法。实施方便，测量精度高，可以针对不同类型卫星设计不同的实施方案，从而达到对推进剂精确测量的目的。通过不同的设计方案，热容法测量技术可在已在轨运行卫星、在研型号卫星和新研卫星上进行实施，有较大的应用范围及应用前景。

由于对于不同类型、不同尺寸的贮箱，热容法的实施方案有较大差异，而实施方案是否适当直接决定了测量的准确度。目前基于热容法的推进剂剩余量测量方法在国内尚无应用，国外多应用于容积在600L以下的小型贮箱，且对实施方案未见详细介绍，对于大型板式贮箱则尚无应用。而随着贮箱尺寸变大，热容法实施难度加大，原适用于小型贮箱的热容法实施技术的分辨率会明显降低，导致方法失效，不再适用于大型贮箱系统。因此，需要对于大型贮箱基于热容法的推进剂剩余量精确测量方法进行研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型贮箱推进剂剩余量热容法精确测量方法，当贮箱容积较大，对热容法的实施方案进行合理的改进，来确保测量精度达到指标要求。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于热容法大型贮箱推进剂剩余量精确测量方法，包括如下步骤：

(1)在试验贮箱的外表面设置加热装置，加热装置能够实现对贮箱均匀加热，在贮箱表面设置温度传感器；

(2)在试验贮箱外部整体完全包覆多层隔热组件；

(3)将试验贮箱放置在真空系统中，将加热装置与加热控制系统连接，温度传感器与测控与数据采集系统连接；调整试验贮箱内压力达到设定压力，封闭真空系统，抽真空，控制加热装置进行加热，测控与数据采集系统实时采集温度数据，获得空箱状态下的温度时间曲线；

(4)等待试验贮箱恢复至室温，打开真空罐，在贮箱内加入K升的试剂，调整贮箱内压力达到设定压力，封闭真空系统，抽真空，控制加热装置进行加热，实时采集温度数据，获得K升试液的温度时间曲线；

(5)另i＝1；