[发明专利]高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置和方法

说明书

本发明提供了一种高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置和方法，包括：多个液位敏感器组；每组液位敏感器包括多个液位敏感器，同组的多个液位敏感器分别布置于并联贮箱轴向的相同高度位置，液位敏感器中的加热带方向与贮箱轴向方向垂直；贮箱通过多层隔热组件包覆。本发明解决了变轨过程中并联贮箱不均衡排放直接测量问题，取得了结构简单、易于实现、成本低、时效性好、抗干扰能力强、适应性强、推广价值高等有益成果。

技术领域

本发明涉及航天器推进系统领域，具体地，涉及一种高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置和方法。

背景技术

国内SAST5000、DFH-5等卫星平台均采用四贮箱平铺布局，同种推进剂贮存于并联的两个贮箱。并联贮箱面临的重要问题是使用过程中两个贮箱的不均衡排放问题。如果并联贮箱的推进剂排放不平衡，将导致卫星质心偏移，严重时可导致变轨发动机点火时姿态无法控制；当一只贮箱内推进剂排空后，另一只贮箱内剩余推进剂无法使用，成为呆重。

测量并获得并联贮箱的不均衡排放量，是进行不均衡排放调节的前提。从公开文献来看，目前已有的不均衡排放测量方法均为间接法，即通过技术手段分别测量两个贮箱推进剂剩余量，进而获得不均衡排放量；例如气体注入压力激励法测量贮箱推进剂剩余量，该方法需要携带额外的增压气体和配置补气支路，成本高，完成两个贮箱剩余量测量时间约为1～2天，周期长。再例如热响应法测量贮箱推进剂剩余量，需要对贮箱加热并等待温度上升过程，推进剂量较多时热容较大，测量过程耗时较长，适用于寿命后期，推进剂量较少的情况。考虑变轨期间任务复杂、时间紧迫性、推进剂量较大，上述方法均不适用于变轨期间并联贮箱不均衡排放测量。此外，间接法获得的不均衡量的误差，将原有剩余量测量方法的误差放大了2倍，难以获得精度较高的测量结果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置和方法。

根据本发明提供的一种高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置，包括：多个液位敏感器组；

每组液位敏感器包括多个液位敏感器1，同组的多个液位敏感器1分别布置于并联贮箱轴向的相同高度位置，液位敏感器1中的加热带方向与贮箱3轴向方向垂直；

贮箱3通过多层隔热组件2包覆。

优选地，液位敏感器1布置的高度在一次变轨的贮箱液面的变化范围内。

优选地，不同液位敏感器组布置于不同的高度位置。

优选地，液位敏感器1包括：热敏电阻Rt、热敏电阻Rb和加热带，热敏电阻Rt和热敏电阻Rb分别位于加热带长度方向的两侧。

优选地，加热带的长度L和加热带的宽度W满足关系：L≥1.5W。

优选地，热敏电阻Rt距离加热带宽度方向中线的距离ht满足W/2≤ht≤0.5L，热敏电阻Rb距离加热带宽度方向中线的距离hb满足W/2≤hb≤0.5L，热敏电阻Rt、热敏电阻Rb与加热带长度方向的中线重合。

根据本发明提供的一种高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量方法，采用上述的高轨卫星变轨并联贮箱不均衡排放测量装置，执行：

步骤1：根据当次变轨推进剂预计消耗量预估贮箱液位变化范围；

步骤2：选定处于液位变化范围内的一组液位敏感器；

步骤3：当次变轨过程中选定的液位敏感器加热器持续加热；

步骤4：获取当次变轨过程中液位敏感器内热敏电阻实测温度；

步骤5：根据液面通过液位敏感器过程中，两个热敏电阻温度变化的异步特性，应用并联贮箱不均衡排放测量模型，计算不均衡排放量。

优选地，所述并联贮箱不均衡排放测量模型包括：