CN105065898A - 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统 - Google Patents

一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105065898A
CN105065898A CN201510441618.6A CN201510441618A CN105065898A CN 105065898 A CN105065898 A CN 105065898A CN 201510441618 A CN201510441618 A CN 201510441618A CN 105065898 A CN105065898 A CN 105065898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
orbit
latching valve
interface
gas
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510441618.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105065898B (zh
Inventor
李文
李泽
焦焱
耿永兵
李永
潘海林
苟浩亮
杨晓红
毕强
林长杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Control Engineering
Original Assignee
Beijing Institute of Control Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Control Engineering filed Critical Beijing Institute of Control Engineering
Priority to CN201510441618.6A priority Critical patent/CN105065898B/zh
Publication of CN105065898A publication Critical patent/CN105065898A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105065898B publication Critical patent/CN105065898B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,利用贯通式在轨加注方法实现服务卫星向目标卫星的推进剂补给需要服务卫星在轨加注系统和目标星在轨加注系统的协同工作,包括在轨加注接口对接及检漏、系统管路排气、服务卫星和目标卫星流路接通、循环加注式推进剂在轨补给、加注完成后吹除五个过程,当循环加注式推进剂在轨补给无法实施时,以排气加注式推进剂在轨补给作为备份,目标卫星在轨加注系统设计为简单结构,从而提升了与现有卫星推进系统的兼容性。

Description

一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统
技术领域
本发明涉及一种加注系统,特备是一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,属于卫星在轨维修与维护领域。
背景技术
在轨推进剂补加是在轨服务重点需要解决的问题,在轨推进剂补加是在轨服务当前国际研究的热点。根据国外在轨服务进行过的空间试验与开展中的计划研究,超过50%的项目均与在轨推进剂补加有关。在轨推进剂补加能有效延长在轨飞行器寿命,是最能体现在轨服务经济效益的一项内容。国际空间站开展的在轨补加试验项目,为未来的自主在轨补加任务奠定技术基础。在正在论证的科技部重大专项里,在轨推进剂补加是轨道间服务飞行器的重要业务。
本项专利申请源自民用航天项目“太空燃料站在轨加注技术”。该项目要求针对卫星推进系统开展在轨加注技术研究。为了满足未来我国卫星推进系统在轨加注实际应用需求,要求卫星推进系统在轨加注方案必须满足以下三个条件:(1)对在轨卫星推进系统进行加注必须充分考虑当前卫星推进系统的技术状态,卫星推进系统的可重复加注功能不能影响卫星推进系统的在轨飞行任务;(2)卫星平台在轨加注功能所新增的重量和功耗不能太高,否则不能够满足卫星因此所获得的能力提升要求和经济效益要求;(3)在轨卫星推进系统在轨加注方法应具备较高可靠性,一旦出现故障又没有有效的故障处理方法,将产生灾难性的后果。
卫星在轨加注方法必须基于现有卫星推进系统,且在轨加注过程应尽可能少占用卫星平台的系统资源,从而实现卫星在轨加注技术的经济性和实用性。目前较为成熟在轨加注技术是俄罗斯上世纪80年代提出的基于隔膜贮箱的压缩机式的在轨补给技术,目前我国空间站和货运飞船上也采用了类此的补加技术,但该补加技术并不适合卫星的在轨加注,主要原因包括:(1)目前卫星通常使用表面张力贮箱,不使用隔膜贮箱,导致基于隔膜贮箱的压气机式在轨加注技术无法对采用表面张力贮箱的航天器推进系统进行推进剂补加;(2)压气机式在轨加注技术需要在系统中配置三台压气机和两套液冷模块,整个推进系统重量约900Kg,补加过程中压气机、电机驱动器、液冷模块总功耗达到780W,远远超过目前卫星所能承受的重量和功耗要求。因此,有必要提出一种新型的、适用于卫星推进系统的在轨加注方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出了一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,利用贯通式在轨加注方法实现服务卫星向目标卫星的推进剂补给需要服务卫星在轨加注系统和目标星在轨加注系统的协同工作,包括在轨加注接口对接及检漏、系统管路排气、服务卫星和目标卫星流路接通、循环加注式推进剂在轨补给、加注完成后吹除五个过程,当循环加注式推进剂在轨补给无法实施时,以排气加注式推进剂在轨补给作为备份,目标卫星在轨加注系统设计为简单结构,从而提升与现有卫星推进系统的兼容性。
本发明目的通过如下技术方案予以实现:一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统;
所述服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件;
所述服务贮箱用于储存液体推进剂,服务贮箱的上端气口通过服务卫星推进系统气路组件分别与第一在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
服务贮箱的下端液口通过服务卫星推进系统液路组件分别与第二在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
所述目标卫星在轨加注子系统包括目标贮箱、目标星推进系统气路组件、第一在轨加注接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件;
所述目标贮箱用于储存服务卫星供给的液体推进剂,目标贮箱的上端气口通过目标星推进系统气路组件与第一在轨加注接口连接;
目标贮箱的下端液口通过目标星推进系统液路组件与第二在轨加注接口连接;
进行在轨加注时,所述第一在轨加注服务接口与第一在轨加注接口连接,第二在轨加注服务接口与第二在轨加注接口连接;通过服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口和目标星推进系统气路组件构成的气体通路实现服务贮箱和目标贮箱之间的压力平衡后,服务贮箱中的液体推进剂依次经过服务卫星推进系统液路组件、第二在轨加注服务接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件进入目标贮箱中。
所述服务卫星推进系统液路组件包括第二加排阀、第一压力传感器、第三自锁阀、循环加注组件、第一流量计和第七自锁阀;
所述第二加排阀用于在地面向服务贮箱加注液体推进剂,所述第一压力传感器用于监测服务贮箱内的液体压力;
所述第三自锁阀用于控制服务贮箱与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第三自锁阀开启,其他情况下,第三自锁阀关闭;
所述循环加注组件用于实现液体推进剂在服务贮箱和目标贮箱之间的转移;所述第一流量计用于监测通过循环加注组件的液体推进剂的流量;
所述第七自锁阀用于控制第二在轨加注服务接口与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第七自锁阀开启,其他情况下,第七自锁阀关闭。
所述循环加注组件包括三条并联的流体通道,分别为第一流体通道、第二流体通道和第三流体通道;
所述第一流体通道包括第一循环加注泵和第四自锁阀,进行在轨加注时,第四自锁阀开启,第一循环加注泵将服务贮箱中的液体推进剂传输给目标贮箱;
所述第二流体通道包括第二循环加注泵和第五自锁阀,进行在轨加注时,第五自锁阀开启,第二循环加注泵将目标贮箱中的液体推进剂传输给服务贮箱;
所述第三流体通道包括第六自锁阀,进行在轨加注时,若第一流体通道故障,则第六自锁阀开启,服务卫星推进系统气路组件给服务贮箱提供气体,将服务贮箱中的液体推进剂通过第六自锁阀传输给目标贮箱。
所述在轨加注系统还包括气液分离组件和第十四自锁阀;
所述气液分离组件的两端分别与第一在轨加注服务接口和第二在轨加注服务接口连接,第十四自锁阀分别与第一在轨加注接口和第二在轨加注接口连接;
所述气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成气体回路,用于在轨加注服务接口与在轨加注接口对接后的检漏和加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除。
所述气液分离组件包括第二压力传感器、第三压力传感器、第八自锁阀、第九自锁阀、第十一自锁阀和气液分离器;
所述第八自锁阀分别与第一在轨加注服务接口和服务卫星推进系统气路组件连接,所述第二压力传感器用于监测第八自锁阀与第一在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述第九自锁阀分别与第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件连接,所述第三压力传感器用于监测第九自锁阀与第二在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述气液分离器通过第十一自锁阀分别与第八自锁阀和第九自锁阀连接;
在进行检漏前,通过服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路内充满气体;
在进行检漏时,关闭在轨加注系统的所有自锁阀,利用第二压力传感器和第三压力传感器对气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路的压力进行监测,若时间长度T内,压力无变化,则该气体回路的密封性满足气体加注的需求;所述T的取值范围为:15min~30min;
在进行加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除时,关闭第八自锁阀,开启第十四自锁阀、第九自锁阀和第十一自锁阀,服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路供气,将管路残留推进剂传输给气液分离器,进行气液分离与吹除。
所述服务卫星推进系统气路组件包括第一加排阀、第一自锁阀、第二自锁阀和第十自锁阀;
所述第一加排阀与服务贮箱的上端气口连接,用于在地面时向服务贮箱内输送或排出气体;
外部气体依次通过第一自锁阀进入服务卫星推进系统气路组件后,分成两路,其中一路通过第二自锁阀进入服务贮箱中,另一路通过第十自锁阀进入气液分离组件和第一在轨加注服务接口。
所述目标星推进系统气路组件包括第十二自锁阀,外部气体进行目标星推进系统气路组件分为两路,一路直接进入在轨加注接口,另一路通过第十二自锁阀进行目标贮箱。
所述目标星推进系统液路组件包括第十三自锁阀,外部气体进行目标星推进系统液路组件分为两路,一路直接进入目标贮箱,另一路通过第十三自锁阀进行第二在轨加注接口。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明中的在轨加注系统在进行在轨加注时,可以采用贯通式加注和排气式加注两种加注方式,两种加注方式可以确保循环加注泵故障时加注系统的正常工作,贯通式补给将被补给系统和补给系统中的压缩气体贯通起来,使两个贮箱内的压力一致,依靠泵的作用将推进剂由补给箱输送到接受箱。这种补给方式的优点是没有对内部气体进行压缩,因此,不需要考虑压缩过程中造成的传热问题,降低了系统的功耗和重量,同时,系统构成较为简单;
(2)本发明中的加注系统可以与现有的板式表面张力贮箱相适应,不需要增加活动部件和其他附属设备,对现有卫星推进系统改动较小,且具有良好的可扩展性;
(3)本发明中的气液分离组件在加注前可以实现在轨加注接口对接密封性检测功能,确保在进行在轨加注时液体推进剂不会外泄,提高了系统的可靠性;
(4)本发明中的气液分离组件可以在加注完成以后进行残留液体推进剂的吹除与气液分离,避免了残留液体推进剂污染星体表面和对卫星姿态的扰动;
(5)本发明中的系统在进行在轨加注时,单路推进剂在轨加注所需增加的系统重量不超过20Kg,单路推进剂补加过程中增加的平台总功耗不超过20W。其中,目标卫星增加的重量小于5Kg,增加的功耗为0W,具有较好的经济性和可实现性。具有重量轻、可重复使用、大流量补加、补加量可调的特点。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述;
如图1所示为本发明的系统框图,从图1可知,本发明提出的一种一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统;
所述服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件;
所述服务贮箱用于储存液体推进剂,服务贮箱的上端气口通过服务卫星推进系统气路组件分别与第一在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
服务贮箱的下端液口通过服务卫星推进系统液路组件分别与第二在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
所述服务卫星推进系统液路组件包括第二加排阀、第一压力传感器、第三自锁阀、循环加注组件、第一流量计和第七自锁阀;
所述第二加排阀用于在地面向服务贮箱加注液体推进剂,所述第一压力传感器用于监测服务贮箱内的液体压力;
所述第三自锁阀用于控制服务贮箱与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第三自锁阀开启,其他情况下,第三自锁阀关闭;
所述循环加注组件用于实现液体推进剂在服务贮箱和目标贮箱之间的转移;所述第一流量计用于监测通过循环加注组件的液体推进剂的流量;
所述第七自锁阀用于控制第二在轨加注服务接口与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第七自锁阀开启,其他情况下,第七自锁阀关闭。
所述循环加注组件包括三条并联的流体通道,分别为第一流体通道、第二流体通道和第三流体通道;
所述第一流体通道包括第一循环加注泵和第四自锁阀,进行在轨加注时,第四自锁阀开启,第一循环加注泵将服务贮箱中的液体推进剂传输给目标贮箱;
所述第二流体通道包括第二循环加注泵和第五自锁阀,进行在轨加注时,第五自锁阀开启,第二循环加注泵将目标贮箱中的液体推进剂传输给服务贮箱;
所述第三流体通道包括第六自锁阀,进行在轨加注时,若第一流体通道故障,则第六自锁阀开启,服务卫星推进系统气路组件给服务贮箱提供气体,将服务贮箱中的液体推进剂通过第六自锁阀传输给目标贮箱。
本发明中的循环加注泵采用全焊接密封型式,泵壳完全焊死;无任何旋转部件与壳体联接;内部不含有任何密封材料和密封件;实现单相流体回路驱动泵的零泄漏,在流量1L/min,扬程12m的工况下,整机功耗不超过15W。
所述在轨加注系统还包括气液分离组件和第十四自锁阀;
所述气液分离组件的两端分别与第一在轨加注服务接口和第二在轨加注服务接口连接,第十四自锁阀分别与第一在轨加注接口和第二在轨加注接口连接;
所述气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成气体回路,用于在轨加注服务接口与在轨加注接口对接后的检漏和加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除。
所述气液分离组件包括第二压力传感器、第三压力传感器、第八自锁阀、第九自锁阀、第十一自锁阀和气液分离器;
所述第八自锁阀分别与第一在轨加注服务接口和服务卫星推进系统气路组件连接,所述第二压力传感器用于监测第八自锁阀与第一在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述第九自锁阀分别与第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件连接,所述第三压力传感器用于监测第九自锁阀与第二在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述气液分离器通过第十一自锁阀分别与第八自锁阀和第九自锁阀连接;
在进行检漏前,通过服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路内充满气体;
在进行检漏时,关闭在轨加注系统的所有自锁阀,利用第二压力传感器和第三压力传感器对气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路的压力进行监测,若时间长度T内,压力无变化,则该气体回路的密封性满足气体加注的需求;所述T的取值范围为:15min~30min;
在进行加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除时,关闭第八自锁阀,开启第十四自锁阀、第九自锁阀和第十一自锁阀,服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路供气,将管路残留推进剂传输给气液分离器,进行气液分离与吹除。
所述目标卫星在轨加注子系统包括目标贮箱、目标星推进系统气路组件、第一在轨加注接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件;
所述目标贮箱用于储存服务卫星供给的液体推进剂,目标贮箱的上端气口通过目标星推进系统气路组件与第一在轨加注接口连接;
目标贮箱的下端液口通过目标星推进系统液路组件与第二在轨加注接口连接;
进行在轨加注时,所述第一在轨加注服务接口与第一在轨加注接口连接,第二在轨加注服务接口与第二在轨加注接口连接;通过服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口和目标星推进系统气路组件构成的气体通路实现服务贮箱和目标贮箱之间的压力平衡后,服务贮箱中的液体推进剂依次经过服务卫星推进系统液路组件、第二在轨加注服务接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件进入目标贮箱中。
所述服务卫星推进系统气路组件包括第一加排阀、第一自锁阀、第二自锁阀和第十自锁阀;
所述第一加排阀与服务贮箱的上端气口连接,用于在地面时向服务贮箱内输送或排出气体;
外部气体依次通过第一自锁阀进入服务卫星推进系统气路组件后,分成两路,其中一路通过第二自锁阀进入服务贮箱中,另一路通过第十自锁阀进入气液分离组件和第一在轨加注服务接口。
所述目标星推进系统气路组件包括第十二自锁阀,外部气体进行目标星推进系统气路组件分为两路,一路直接进入在轨加注接口,另一路通过第十二自锁阀进行目标贮箱。
所述目标星推进系统液路组件包括第十三自锁阀,外部气体进行目标星推进系统液路组件分为两路,一路直接进入目标贮箱,另一路通过第十三自锁阀进行第二在轨加注接口。
本发明中所有自锁阀的瞬时峰值功耗不超过60W,第一流量计为超声波流量计,布置在服务卫星在轨加注系统液体回路中,用于测量推进剂加注量,测量精度达到0.8%,能够准确获得推进剂加注量,实现推进剂加注量控制,流量测量过程中整机功耗不超过5W。
本发明的工作原理如下:
(1)流体传输接口对接及检漏
进行在轨加注任务的第一步是建立流体传输通道,并对流体通道的密封性进行检查。初始状态下,系统中所有阀门均处于关闭状态。在轨加注接口和在轨加注服务接口完成对接后流体传输通道初步建立。此时,开启第一自锁阀、第十自锁阀、第八自锁阀、第九自锁阀,使得第一在轨加注接口和第二在轨加注接口上下游均充满气体,压力稳定后关闭第一自锁阀、第十自锁阀、第八自锁阀、第九自锁阀,实现对在轨加注接口附近管路保压,通过压力传感器2、压力传感器3能够分别判断第一在轨加注接口、第二在轨加注接口建立的密封面是否泄漏。一段时间后若压力维持不变,则系统检漏通过,流体传输通道建立。
(2)系统管路排气
完成流体传输通道建立后进行系统管路排气。开启第四自锁阀、第五自锁阀、第六自锁阀、第七自锁阀、第八自锁阀、第九自锁阀、第十自锁阀、第十一自锁阀,将管路中气体通过无推力排气组件排出,随后关闭第五自锁阀、第六自锁阀、第八自锁阀、第九自锁阀第十一自锁阀。
(3)服务卫星和目标卫星流路接通
开启第二自锁阀、第三自锁阀,第十二自锁阀、第十三自锁阀,实现服务贮箱和目标贮箱气垫的贯通以及服务贮箱和目标贮箱液路的贯通。
(4)循环加注式推进剂在轨补给
启动第一循环加注泵,实现推进剂由服务贮箱向目标贮箱的转移;此时第一流量计开始工作,通过测量所得到的流量数值计算推进剂加注量,当达到任务所需加注量时,关闭第四自锁阀,推进剂加注停止。
(5)排气加注式推进剂在轨补给
当加注循环泵出现故障时,将采取排气加注式推进剂在轨补给方法进行在轨加注。此时第四自锁阀、第五自锁阀、第九自锁阀、第十自锁阀、第十四自锁阀处于关闭状态,其余阀门处于开启状态,由服务卫星推进系统气路提供的气体由第一自锁阀处流入服务贮箱气口,将服务贮箱内推进剂挤压至目标贮箱,目标贮箱内气体受到挤压,经过气液分离器,由无推力排气装置处排出。加注完成后,关闭所有自锁阀。
(6)加注完成后吹除
加注完成后,在轨加注接口附近管路内存在残余推进剂,必须对这些残余推进剂进行处理,否则,在轨加注接口断开后残余推进剂会喷溅至卫星表面,对卫星造成污染。加注完成后吹除的方法是依次开启第十自锁阀、第十四自锁阀、第九自锁阀、第十一自锁阀,第一自锁阀,并保持一定时间,通过服务卫星推进系统气路提供的气体将在轨加注接口附近管路内液体由无推力排气装置处排出。
本发明中的系统和方法能够在空间环境中完成定位和对接,并在卫星间形成密封高压流体通道,满足卫星在轨补加任务的需求。
该方法基于板式表面张力贮箱,通过小功率循环加注泵和无推力排气装置实现卫星推进系统的排气式或循环加注式在轨加注。单路推进剂在轨加注所需增加的系统重量不超过20Kg,单路推进剂补加过程中增加的平台总功耗不超过20W。其中,目标卫星增加的重量小于5Kg,增加的功耗为0W,具有较好的经济性和可实现性。具有重量轻、可重复使用、大流量补加、补加量可调的特点。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统;
所述服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件;
所述服务贮箱用于储存液体推进剂,服务贮箱的上端气口通过服务卫星推进系统气路组件分别与第一在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
服务贮箱的下端液口通过服务卫星推进系统液路组件分别与第二在轨加注服务接口和气液分离组件连接;
所述目标卫星在轨加注子系统包括目标贮箱、目标星推进系统气路组件、第一在轨加注接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件;
所述目标贮箱用于储存服务卫星供给的液体推进剂,目标贮箱的上端气口通过目标星推进系统气路组件与第一在轨加注接口连接;
目标贮箱的下端液口通过目标星推进系统液路组件与第二在轨加注接口连接;
进行在轨加注时,所述第一在轨加注服务接口与第一在轨加注接口连接,第二在轨加注服务接口与第二在轨加注接口连接;通过服务卫星推进系统气路组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口和目标星推进系统气路组件构成的气体通路实现服务贮箱和目标贮箱之间的压力平衡后,服务贮箱中的液体推进剂依次经过服务卫星推进系统液路组件、第二在轨加注服务接口、第二在轨加注接口和目标星推进系统液路组件进入目标贮箱中。
2.根据权利要求1中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述服务卫星推进系统液路组件包括第二加排阀、第一压力传感器、第三自锁阀、循环加注组件、第一流量计和第七自锁阀;
所述第二加排阀用于在地面向服务贮箱加注液体推进剂,所述第一压力传感器用于监测服务贮箱内的液体压力;
所述第三自锁阀用于控制服务贮箱与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第三自锁阀开启,其他情况下,第三自锁阀关闭;
所述循环加注组件用于实现液体推进剂在服务贮箱和目标贮箱之间的转移;所述第一流量计用于监测通过循环加注组件的液体推进剂的流量;
所述第七自锁阀用于控制第二在轨加注服务接口与循环加注组件的通断,进行在轨加注时,第七自锁阀开启,其他情况下,第七自锁阀关闭。
3.根据权利要求2中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述循环加注组件包括三条并联的流体通道,分别为第一流体通道、第二流体通道和第三流体通道;
所述第一流体通道包括第一循环加注泵和第四自锁阀,进行在轨加注时,第四自锁阀开启,第一循环加注泵将服务贮箱中的液体推进剂传输给目标贮箱;
所述第二流体通道包括第二循环加注泵和第五自锁阀,进行在轨加注时,第五自锁阀开启,第二循环加注泵将目标贮箱中的液体推进剂传输给服务贮箱;
所述第三流体通道包括第六自锁阀,进行在轨加注时,若第一流体通道故障,则第六自锁阀开启,服务卫星推进系统气路组件给服务贮箱提供气体,将服务贮箱中的液体推进剂通过第六自锁阀传输给目标贮箱。
4.根据权利要求1中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述在轨加注系统还包括气液分离组件和第十四自锁阀;
所述气液分离组件的两端分别与第一在轨加注服务接口和第二在轨加注服务接口连接,第十四自锁阀分别与第一在轨加注接口和第二在轨加注接口连接;
所述气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成气体回路,用于在轨加注服务接口与在轨加注接口对接后的检漏和加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除。
5.根据权利要求4中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述气液分离组件包括第二压力传感器、第三压力传感器、第八自锁阀、第九自锁阀、第十一自锁阀和气液分离器;
所述第八自锁阀分别与第一在轨加注服务接口和服务卫星推进系统气路组件连接,所述第二压力传感器用于监测第八自锁阀与第一在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述第九自锁阀分别与第二在轨加注服务接口和服务卫星推进系统液路组件连接,所述第三压力传感器用于监测第九自锁阀与第二在轨加注服务接口形成的流通通道的压力;
所述气液分离器通过第十一自锁阀分别与第八自锁阀和第九自锁阀连接;
在进行检漏前,通过服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路内充满气体;
在进行检漏时,关闭在轨加注系统的所有自锁阀,利用第二压力传感器和第三压力传感器对气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路的压力进行监测,若时间长度T内,压力无变化,则该气体回路的密封性满足气体加注的需求;所述T的取值范围为:15min~30min;
在进行加注完成后管路残留推进剂的气液分离与吹除时,关闭第八自锁阀,开启第十四自锁阀、第九自锁阀和第十一自锁阀,服务卫星推进系统气路组件向气液分离组件、第一在轨加注服务接口、第一在轨加注接口、第十四自锁阀、第二在轨加注接口和第二在轨加注服务接口构成的气体回路供气,将管路残留推进剂传输给气液分离器,进行气液分离与吹除。
6.根据权利要求4中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述服务卫星推进系统气路组件包括第一加排阀、第一自锁阀、第二自锁阀和第十自锁阀;
所述第一加排阀与服务贮箱的上端气口连接,用于在地面时向服务贮箱内输送或排出气体;
外部气体依次通过第一自锁阀进入服务卫星推进系统气路组件后,分成两路,其中一路通过第二自锁阀进入服务贮箱中,另一路通过第十自锁阀进入气液分离组件和第一在轨加注服务接口。
7.根据权利要求1中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述目标星推进系统气路组件包括第十二自锁阀,外部气体进行目标星推进系统气路组件分为两路,一路直接进入在轨加注接口,另一路通过第十二自锁阀进行目标贮箱。
8.根据权利要求1中所述的一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统,其特征在于:所述目标星推进系统液路组件包括第十三自锁阀,外部气体进行目标星推进系统液路组件分为两路,一路直接进入目标贮箱,另一路通过第十三自锁阀进行第二在轨加注接口。
CN201510441618.6A 2015-07-24 2015-07-24 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统 Active CN105065898B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510441618.6A CN105065898B (zh) 2015-07-24 2015-07-24 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510441618.6A CN105065898B (zh) 2015-07-24 2015-07-24 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105065898A true CN105065898A (zh) 2015-11-18
CN105065898B CN105065898B (zh) 2017-05-10

Family

ID=54495343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510441618.6A Active CN105065898B (zh) 2015-07-24 2015-07-24 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105065898B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762224A (zh) * 2016-11-21 2017-05-31 北京控制工程研究所 一种大容量半管理式表面张力贮箱并联平衡加注方法
CN107867411A (zh) * 2017-09-20 2018-04-03 上海空间推进研究所 一种全自动在轨补加装置
CN108454885A (zh) * 2017-12-19 2018-08-28 上海空间推进研究所 空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器
CN109110161A (zh) * 2018-08-07 2019-01-01 北京空间技术研制试验中心 用于航天器在轨推进剂补加的飞行程序设计方法
CN109254576A (zh) * 2018-08-07 2019-01-22 北京空间技术研制试验中心 基于fdir技术的推进剂补加数据交互系统及其设计方法
CN109606741A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 北京空间技术研制试验中心 航天器表面张力贮箱推进剂在轨补加系统
CN109973821A (zh) * 2018-12-28 2019-07-05 上海空间推进研究所 推进剂加注系统
CN110104222A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 北京控制工程研究所 一种基于混合模式推进的模块化推进服务系统
CN110104225A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 北京控制工程研究所 一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统
CN110374762A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 北京航空航天大学 一种火箭发动机燃料系统及火箭
CN111810319A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 西安航天动力试验技术研究所 含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置
US10926892B1 (en) 2017-11-10 2021-02-23 Space Systems/Loral, Llc On-orbit propellant metering and refueling
CN116513492A (zh) * 2023-07-05 2023-08-01 北京未来宇航空间科技研究院有限公司 表面张力贮箱在轨补加系统及表面张力贮箱在轨补加方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2511970A1 (fr) * 1981-09-02 1983-03-04 Europ Agence Spatiale Dispositif de ravitaillement en orbite pour satellites geostationnaires
CN1173158A (zh) * 1995-01-19 1998-02-11 摩托罗拉公司 卫星燃料添加系统及其方法
EP2530018A1 (en) * 2006-11-28 2012-12-05 The Boeing Company Systems and methods for refueling spacecraft
CN102941929A (zh) * 2012-10-31 2013-02-27 北京控制工程研究所 板式贮箱流体传输性能验证的微重力试验系统及试验方法
CN103950554A (zh) * 2014-04-10 2014-07-30 中国运载火箭技术研究院 一种航天器推进剂在轨加注系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2511970A1 (fr) * 1981-09-02 1983-03-04 Europ Agence Spatiale Dispositif de ravitaillement en orbite pour satellites geostationnaires
CN1173158A (zh) * 1995-01-19 1998-02-11 摩托罗拉公司 卫星燃料添加系统及其方法
EP2530018A1 (en) * 2006-11-28 2012-12-05 The Boeing Company Systems and methods for refueling spacecraft
CN102941929A (zh) * 2012-10-31 2013-02-27 北京控制工程研究所 板式贮箱流体传输性能验证的微重力试验系统及试验方法
CN103950554A (zh) * 2014-04-10 2014-07-30 中国运载火箭技术研究院 一种航天器推进剂在轨加注系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李勇,胡齐,潘海林,耿永兵,丁风林: "推进剂在轨加注流体传输过程的数值模拟和地面试验研究", 《空间控制技术与应用》 *
潘科炎,王旭东: "空间站的在轨技术(二)-在轨补给", 《航天控制》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762224A (zh) * 2016-11-21 2017-05-31 北京控制工程研究所 一种大容量半管理式表面张力贮箱并联平衡加注方法
CN107867411B (zh) * 2017-09-20 2021-02-09 上海空间推进研究所 一种全自动在轨补加装置
CN107867411A (zh) * 2017-09-20 2018-04-03 上海空间推进研究所 一种全自动在轨补加装置
US10926892B1 (en) 2017-11-10 2021-02-23 Space Systems/Loral, Llc On-orbit propellant metering and refueling
CN108454885A (zh) * 2017-12-19 2018-08-28 上海空间推进研究所 空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器
CN109254576A (zh) * 2018-08-07 2019-01-22 北京空间技术研制试验中心 基于fdir技术的推进剂补加数据交互系统及其设计方法
CN109110161A (zh) * 2018-08-07 2019-01-01 北京空间技术研制试验中心 用于航天器在轨推进剂补加的飞行程序设计方法
CN109973821A (zh) * 2018-12-28 2019-07-05 上海空间推进研究所 推进剂加注系统
CN109606741A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 北京空间技术研制试验中心 航天器表面张力贮箱推进剂在轨补加系统
CN110104222A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 北京控制工程研究所 一种基于混合模式推进的模块化推进服务系统
CN110104225A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 北京控制工程研究所 一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统
CN110374762A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 北京航空航天大学 一种火箭发动机燃料系统及火箭
CN111810319A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 西安航天动力试验技术研究所 含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置
CN111810319B (zh) * 2020-07-07 2021-09-10 西安航天动力试验技术研究所 含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置
CN116513492A (zh) * 2023-07-05 2023-08-01 北京未来宇航空间科技研究院有限公司 表面张力贮箱在轨补加系统及表面张力贮箱在轨补加方法
CN116513492B (zh) * 2023-07-05 2023-09-15 北京未来宇航空间科技研究院有限公司 表面张力贮箱在轨补加系统及表面张力贮箱在轨补加方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105065898B (zh) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105065898A (zh) 一种贯通式卫星推进系统在轨加注系统
CN110104225A (zh) 一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统
CN106134390B (zh) 一种空间推进系统的实现方法
US11525544B2 (en) Fuel storage module assembly
CN103950554B (zh) 一种航天器推进剂在轨加注系统及方法
US20140026597A1 (en) Fuel storage system
CN107762663B (zh) 一种集推进和补加功能一体化的空间推进系统
CN110539899B (zh) 航天器在轨补加管路内残余推进剂吹除系统及吹除方法
CN211399315U (zh) 加氢站用卸气柱及氢气卸气系统
CN107524911B (zh) 水下工作平台的液氧加注与回收系统
CN103112599A (zh) 气囊型飞机辅助燃油系统气压转输燃油试验系统与方法
CN105157923B (zh) 安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法
CN102470749A (zh) 燃料系统和车辆
CN112173131A (zh) 供应加压空气的安装件和方法、涡轮风扇发动机及飞行器
CN107867411A (zh) 一种全自动在轨补加装置
CN202284720U (zh) 一种低温陆用流体装卸设备
CN116499690B (zh) 一种用于大型燃烧风洞的燃料系统防夹气装置及使用方法
CN103149041B (zh) 蓄压型飞机辅助燃油系统气压转输燃油试验系统与方法
EP4365086A1 (en) Integrated cryogenic hydrogen tank systems and methods for operating the same
RU2324629C2 (ru) Устройство для дозаправки в полете рабочим телом гидравлической магистрали системы терморегулирования космического аппарата, снабженной гидропневматическим компенсатором объемного расширения рабочего тела, и способ его эксплуатации
CN217029124U (zh) 一种液体火箭发动机预冷装置及液体运载火箭
CN114772538B (zh) 一种移动便捷式船用甲醇加注泵撬装置及其使用方法
CN102607855B (zh) 发动机煤油系统真空过流充填系统及方法
CN108571651A (zh) 一种液氨回收系统及其回收方法
CN207569544U (zh) 常压管道系统液体试剂加注装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant