文档介绍：第 31 卷第 3 期火箭推进 ,№.3
2005 年 6 月 JOURNAL OF ROCKET PROPULSION
低温表面张力贮箱研究
1 薛国宇,2 陈志坚,1 王德忠
(1 上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200030;2 上海航天动力机械研究所,上海 200233)
摘要:对用于低温液氧推进剂的表面张力贮箱进行了理论上的初步分析,认为其在理论
上是可以实现的。从低温表面张力贮箱的材料选择、低温推进剂引起的热应力及隔热层结构形
式等方面进行了初步探讨。重点介绍了低温表面张力贮箱隔热层的结构形式及选用的隔热材料。
分析了低温表面张力贮箱面临的特殊问题。
关键词:表面张力贮箱;低温推进剂;隔热
中图分类号:+3 文献标识码:A 文章编号:(2005)03-0026-04
Study on cryogenic surface
tension propellant tank
1Xue Guoyu, 2Chen Zhijian, 1Wang Dezhong
(1College of Machinery and Power Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China;
2Shanghai Institute of Space Propulsion, Shanghai 200233, China)
Abstract:The cryogenic surface tension LOX tank is theoretically analyzed. The key design
parameters such as tank material selection, cryogenic propellant caused structure thermo stress and
heat insulation structure are discussed. Insulation layer types and their materials of the tank are
introduced. Some special problems are also analyzed.
Key words:surface tension propellant tank; cryogenic propellant; heat insulation
术是它内部的管理装置(Propellant management
1 引言 device,简称PMD)。PMD的管理能力是贮箱性能
的关键指标。表面张力贮箱所用的推进剂一般为无
表面张力贮箱以其在失重环境下的高可靠性
水肼(N2H4)、一甲基肼、偏二甲肼((CH3)2N2H2),
和长寿命特点被广泛应用于卫星、飞船、空间站、
此类推进剂均为常温状态工作的推进剂。
运载火箭等各种航天器上。表面张力贮箱的核心技
进入二十世纪70年代以后,液体推进剂领域
收稿日期:2005-02-16;修回日期:2005-03-07。
作者简介:薛国宇(1975—),男,工程师,研究领域为卫星推进系统。
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不断扩展。除了硝基氧化剂和肼类燃料外,煤油、动机系统的囊式贮箱已经不适合采用低温推进剂
液氢、液氧等廉价、无毒的推进剂也开始广泛应辅助动力系统。本文针对液氧低温推进剂管理特
用。70年代初期,美国的马丁•玛丽埃塔空间公司性和贮存特性,提出了低温表面张力贮箱的初步
和通用动力公司先后研制成功了用于液氢和液氧设计方案。
推进剂的表面张力贮箱。目前我国还没有在这方
面进行深入的研究。 2 几种常用推进剂的物化性能比较
新一代运载火箭辅助动力系统方案之一为采
航天推进系统的推进剂种类很多,现将几种
用液氧/煤油推进剂发动机方案。由于液氧只能在
典型的推进剂的性能参数(表)列出进行比较。
低温状态下工作,以前长征系列运载火箭姿控发 1
表1 典型推进剂的性能参数比较
parisons of typical propellants
推进剂种类酒精无水肼液氧四氧化二氮
分子式 C2H5OH N2H4 O2 N2O4
分子量 32
沸点/℃ -
冰点/℃-114 -
密度(20℃)×103/(k