火箭院设计的“适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法” 获国家发明专利

发布时间 : 2018-08-30     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)设计的“适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法”日前获国家发明专利。



△低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法示意图


  该专利发明人研发中心张少华介绍,低温推进剂由于比冲高、无毒无污染、价格相对低廉,在国内外运载火箭和上面级上得到了广泛的应用。低温推进剂被认为是进入空间及轨道转移最经济、最高效的化学推进剂,也是未来月球探测、火星探测及更远距离的深空探测的首选推进剂。
  然而,低温推进剂虽性能高,但其沸点低,比如常温下液氢沸点为零下253℃,液氧沸点为零下183℃,易受热蒸发,难以长期存储。此外,由于低温推进剂的蒸发会使航天器贮箱压力快速增加,为了保证箱内正常工作压力,必须将蒸发气体不断排出,这又会造成低温推进剂的大量损耗。以15吨的液氢为例,如果日蒸发率>2%,仅在轨5天损耗推进剂就将大于1.5吨。
  为此,研发中心设计出一种适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法,能够在微重力条件气液位置不确定的情况下,通过节流制冷装置,将原本直接排放的推进剂置换回贮箱内部,用于平衡外界热源,进而减少推进剂的蒸发,有效地实现低温推进剂贮箱的压力控制和低温推进剂蒸发量控制。
  此外,该方法不仅可用于飞行器低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制,还可用于低温医疗、低温制冷等领域。

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