DE69004790T2

DE69004790T2 - Propergolflüssigkeitszufuhrvorrichtung für Raumfahrzeug mit Entleerungswarnung.

Info

Publication number: DE69004790T2
Application number: DE69004790T
Authority: DE
Inventors: Michel Perdu
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: DE69004790D1; US5071093A; EP0434509B1; FR2656381A1; JPH04208698A; FR2656381B1; EP0434509A1; CA2032589A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zufuhrvorrichtung für flüssiges Ergol für einen Satelliten und ist insbesondere für kommerzielle, geostationäre Satelliten verwendbar.
Welches Antriebessystem auch immer verwendet wird, um einen geostationären Satelliten in Position und in einer korrekten Lage zu halten, dieser Satellit ist ab dem Zeitpunkt nicht mehr verwendbar, ab dem das (oder die) in dem (oder den) Behälter(n) der Zufuhrvorrichtung gespeicherte(n) Ergol(e) aufgebraucht ist (sind).
Viele Vorrichtungen wurden bisher erdacht, die es mit mehr oder weniger Genauigkiet zulassen, entweder das Restvolumen an Ergolen in dem (oder den) Behälter(n) zu einem gegebenen Zeitpunkt oder den Zeitpunkt zu kennen, bei dem der (oder die) Behälter leer wird (werden).
In die erste Kategorie fallen alle Vorrichtungen zum volumetrischen Messen bei nichtvorhandener oder sehr reduzierter Schwerkraft und in die zweite Kategorie alle Vorrichtungen zum Detektieren von Gasblasen am Ausgang der Behälter.
Eine dritte Kategorie an Vorrichtungen zur Feststellung der Entleerung verbindet eine Vorrichtung der ersten oder eher der zweiten Kategorie und einen (oder mehrere) kleine(n) Ergänzungsbehälter miteinander, die gerade sichern, daß der Satellit aus der Umlaufbahn gebracht wird, wobei dieser (diese) Behälter in Parallel- oder Serienschaltung mit dem (oder den) Hauptbehälter(n) angeordnet sind.
Die Nachteile der Vorrichtungen der ersten Kategorie rühren von deren von dem Streben nach Genauigkeit bedingter Komplexität her, und die Nachteile der Vorrichtungen der zweiten und der dritten Kategorie hängen mit der Notwendigkeit zusammen, die allerersten Blasen zu detektieren.
Dadurch, daß der Zeitpunkt des Endes der Mission nur an dem Tag selbst bekannt ist, an dem dieses Ende eintritt, ist es dann nicht mehr möglich, irgendwelche Maßnahmen für die Fortführung dieser Mission, z. B. um ein Satelliten- Telekommunikationsnetz zu reoptimieren, zu ergreifen.
Ziel der Erfindung ist es, die mit diesen früheren Lösungen verbundenen Nachteile zu beseitigen und eine leichte und zuverlässige Detektierung der Nähe des vollständigen Aufbrauchs wenigstens eines der Ergole zum Antrieb des Satelliten zu einem Zeitpunkt festzustellen, bei dem noch eine im voraus bekannte vorgegebene Menge dieses Ergols übrig ist.
Zu diesem Zweck schlägt sie eine Zufuhrvorrichtung für flüssiges Ergol für Satelliten vor, mit einer Einlaßleitung, die mit einer Druckgasquelle verbunden ist, mit einer Auslaßleitung, die an einen Sammelbehälter zur Verteilung von Ergol angeschlossen ist, und mit einem Hauptspeicher, der über eine Einlaßöffnung mit dieser Einlaßleitung und über eine Auslaßöffnung mit dieser Auslaßleitung verbunden ist und eine nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung zwischen seinem Inneren und dieser Auslaßleitung enthält, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner an der vom Hauptspeicher ausgehenden Auslaßleitung eine Prüfvorrichtung für Gas aufweist, die dazu eingerichtet ist, in der Auslaßleitung das Vorhandensein einer merklichen Gasmenge zu detektieren, und außerdem einen Hilfsspeicher umfaßt, der wesentlich kleiner als der Hauptspeicher ist und eine zweite nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung aufweist, die das Innere dieses Hilfsspeichers vom Verteilungs-Sammelbehälter trennt.
Die Erfindung läßt auf diese Weise das Beseitigen der mit den früheren Vorgehensweisen verbundenen Nachteilen zu, nämlich aufgrund:
1. einer sehr einfachen Vorrichtung zur Detektierung von Gas, die zu detektieren erlaubt, daß eine Prüfzone von geringem Volumen am Auslaß des (oder der) Hauptbehälter des Antriebssystems von Ergolen frei wird,
2. eines Ergänzungs- oder Hilfsbehälters am Auslaß dieser Prüfzone, der nach der Detektierung eines ergolfreien Raums in dieser Prüfzone sechs Monate bis ein Jahr Lebensdauer gewährleistet und dann sicherstellt, daß der Satellit aus seiner Umlaufbahn gebracht wird. Dieser in Serie mit dem (den) Hauptbehälter(n) angeordnete Ergänzungsbehälter weist eine vereinfachte Rückhalteeinrichtung für Ergole mit Selbstauffüllung auf.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mit der Tatsache verbunden, daß allein die Detektierung eines von Ergolen freien Raums (oder zumindest sehr großer Blasen von Druckgas) notwendig ist, und daß man folglich schwere und komplizierte Elektronik im Satelliten vermeidet, die speziell auf eine Vorrichtung zur Detektierung von feinen Blasen zugeschnitten ist, was bei der vorerwähnten zweiten und dritten Kategorie notwendig ist.
Der Nutzen des (oder der) Hilfsbehälter hängt mit der Tatsache zusammen, daß er (sie) gegen Beschleunigungen beim Start und während des Umlaufens in der Umlaufbahn durch die Rückhalteeinrichtung für Ergole geschützt ist (sind), mit denen der (oder die) Hauptbehälter herkömmlich versehen ist (sind), und daß folglich:
a) die kapillar wirkende Rückhaltefähigkeit des Hilfsbehälters genau die sein kann, die zum Ertragen der Beschleunigungen während der Manöver zur Korrektur der Umlaufbahn ausreicht, was das Verwenden einer kapillar wirkenden Rückhaltevorrichtung von einer einfachen Struktur erlaubt;
b) das volumenbezogene Aufnahmevermögen an durch Kapillarkräfte gebundenem Ergol in dieser vereinfachten Rückhalteeinrichtung genauso das sein kann, das notwendig ist, um mit einem Toleranzbereich den Satelliten aus seiner Umlaufbahn zu bringen.
Die kapillar wirkende Rückhalteeinrichtung im Inneren des Hilfbehälters muß sich während der längsten Manöver zur Korrektur der Umlaufbahn (im allgemeinen die Nord-Süd-Manöver) auffüllen können. Dafür wurde die Form des (oder der) Hilfsbehälter optimiert, und der (oder die) Behälter sind in dem Satelliten längs einer bevorzugten Richtung (in der Praxis Nord-Süd) eingebaut, und die Abmessungen sind so optimiert, daß die Restlebensdauer nach der Detektierung der Entleerung des Hauptbehälters so lang wie möglich (z.B. sechs Monate bis ein Jahr) ist.
Die Verwendung und die Bauart des (oder der) Hilfsbehälter sind daher vollständig unterschiedlich zu den verschiedenen Vorrichtungen, die Behälter aufweisen, die in Serienschaltung eingebaut sind und bisher erdacht wurden, wozu das Patent FR 2.537.544 zu nennen ist, nach dem zwei Hauptbehälter mit ähnlichem Inhalt in Serienschaltung montiert werden, ohne irgendeine Zwischen-Prüfzone, und zwar in einer Anordnung, die unter der Einwirkung der während des Überführens in die Umlaufbahn erzeugten Beschleunigung eine Strömung zu dem Behälter hin erzwingt, der am weitesten stromabwärts liegt.
Gemäß vorteilhafter, eventuell kombinierter Eigenschaften der Erfindung:
- weist die Prüfvorrichtung für Gas eine Prüfzone auf, die Bestandteil der Auslaßleitung sowie mit einem Element zur zeitweisen Erwärmung und mit einem Temperaturdetektor versehen ist, der mit einer Verarbeitungsschaltung verbunden ist;
- weist diese Verarbeitungsschaltung einen Komparator zum Vergleich der Erwärmungsgeschwindigkeit der Prüfzone mit einer Referenzgeschwindigkeit auf, wobei die Referenzgeschwindigkeit zwischen den Erwärmungsgeschwindigkeiten bei Vorhandensein von Ergol bzw. von Druckgas liegt;
- ist die Prüfzone ein verbreiterter Bereich der Auslaßleitung, um den herum ein Widerstand gewickelt ist;
- weist der Hilfsspeicher ein Volumen auf, das kleiner als 10 % des Volumens des Hauptspeichers ist;
- liegt das Volumen des Hilfsspeichers im Bereich von 1 bis 5 % des Volumens des Hauptspeichers;
- weist die zweite nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung ein Fassungsvermögen an Ergol auf, das wenigstens gleich der Menge an Ergol ist, die erforderlich ist, um den Satelliten aus seiner Umlaufbahn zu bringen;
- liegt das Fassungsvermögen der zweiten Ergol-Rückhalteeinrichtung im wesentlichen im Bereich von 0,5 bis 3 l;
- weist sie ferner zwischen dem Hauptspeicher und dem Hilfsspeicher ein Organ auf, das den Rücklauf von Ergol verhindert;
- arbeitet das Organ zum Verhindern eines Rücklaufs nach dem Kapillareffekt;
- ist das Organ zum Verhindern eines Rücklaufs zwischen der Prüfvorrichtung und dem Hilfsspeicher eingebaut;
- ist ein Vorwärmer am Hauptspeicher angebaut;
- weist der Hauptspeicher wenigstens zwei Hauptbehälter auf, die in Parallelschaltung zwischen der Einlaßleitung und der Auslaßleitung eingebaut sind;
- ist ein Zusatzspeicher in der Einlaßleitung vorgesehen, der mit dem Inneren des Hauptspeichers nur über einen auf Kapillarwirkung arbeitenden Phasentrenner in Verbindung steht;
- ist dieser Zusatzspeicher mit einem Vorwärmer ausgerüstet;
- weist sie für ein zweites Ergol eine zweite Einlaßleitung, eine zweite Auslaßleitung, die mit einem zweiten Sammelbehälter zur Verteilung von Ergol verbunden ist, sowie einen zweiten Hauptspeicher auf, der zwischen der zweiten Einlaß- und der zweiten Auslaßleitung angebracht ist;
- sind an der zweiten Auslaßleitung eine zweite Prüfvorrichtung für Gas und ein zweiter Hilfsspeicher vorgesehen;
- steht der zweite Hauptspeicher in freier und direkter Verbindung mit dem zweiten Sammelbehälter zur Verteilung von Ergol;
- ist der Hilfsspeicher so eingebaut, daß seine Einlaß- und Auslaßöffnung längs einer vorbestimmten Richtung maximaler Beschleunigung in der Bahn ausgerichtet sind;
- ist dieser Hilfsspeicher parallel zur Nord-Süd-Achse des Satelliten eingebaut.
Gegenstände, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die als nichtbeschränkendes Beispiel im Hinblick auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:
- die Figur 1 eine Prinzipsansicht einer erfindungsgemäßen Zufuhrvorrichtung für Ergol;
- die Figur 2 eine Detailansicht der Prüfvorrichtung der Figur 1 mit ihrer Verarbeitungsschaltung;
- die Figur 3 ein Diagramm, auf dem das Funktionieren dieser Prüfvorrichtung basiert;
- die Figur 4 ein Prinzipsschaltbild der Verarbeitungsschaltung der Figur 2;
- die Figur 5 eine vergrößerte Ansicht des Hilfbehälters der Figur 1 mit seiner vereinfachten Rückhalteeinrichtung;
- die Figur 6 eine vergrößerte Teilansicht dieser vereinfachten Rückhalteeinrichtung;
- die Figur 7 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsvariante der Vorrichtung der Figur 1;
- die Figur 8 eine weitere Variante;
- die Figur 9 eine Detailansicht der Einrichtung zum Verhindern des Rücklaufs von Ergol der Figuren 7 und 8;
- die Figur 10 eine schematische Ansicht einer Zufuhrvorrichtung für zwei Ergole nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- die Figur 11 eine ähnliche Ansicht nach einer zweiten Ausführungsform;
- die Figur 12 eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante der Vorrichtung der Figur 1; und
- die Figur 13 ein Schema für die Montage des Hilfsbehälters der Figur 1 in einen Satelliten, dessen Lage in einer Umlaufbahn stabilisiert ist.
Die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 in der Figur 1 dargestellte Zufuhrvorrichtung für Ergol ist dazu bestimmt, eines der flüssigen Ergole aufzunehmen, die notwendig sind, einen Satelliten (siehe die Figur 13) in dessen Umlaufbahn zu bringen, wie auch später diesen in Position zu halten oder dessen Lage zu korrigieren. Man spricht in diesem Fall von einem "vereinigten" Antriebssystem. Die verwendeten flüssigen Ergole sind meistens Stickstoffperoxid (N&sub2;O&sub4;) und Monomethylhydrazin (MMH).
Die Zufuhrvorrichtung 1 weist einen Hauptspeicher auf, der hier aus einem Hauptbehälter 2 zur Aufnahme des für den Start unbedingt notwendigen Teils des betrachteten Ergols 3 gebildet ist. In einer in den Figuren 10 und 11 dargestellten Variante kann die Zufuhrvorrichtung aus zwei, in Parallelschaltung eingebauten Hauptbehältern 2A und 2B gebildet sein.
Dieser Behälter 2 weist eine Einlaßöffnung 4 auf, die über eine Einlaßleitung 5 mit einer Druckgasquelle 6, wie z. B. mit einem Behälter mit unter sehr hohem Druck (einige hundert Bar) stehendem Helium, verbunden ist, der bzw. dem ein nicht dargestellter Druckminderer folgt. In dieser Einlaßleitung ist in der Praxis ein Organ 7 zum Verhindern von Rücklauf und allgemein ein Ventil 8 vorgesehen.
In der Praxis kann die Druckgasquelle 6 für zwei Zufuhrvorrichtungen für Ergol gemeinsam vorgesehen sein (siehe auch die Figuren 10 und 11), indem sie an eine weitere Einlaßleitung 5' angeschlossen ist.
Der Behälter 2 weist auch eine Auslaßöffnung 9 auf, die an eine Auslaßleitung 10 angeschlossen ist, die in einen Verteilungs-Sammelbehälter 11 mündet, der mit einem Apogäumsmotor und mit verschiedenen (nicht dargestellten) Düsen verbunden ist, mit denen der Satellit für dessen Antrieb versehen ist. Diese Auslaßleitung 10 ist in der Praxis mit einem Ventil 12 versehen.
In herkömmlicher Weise enthält der Behälter eine an die Auslaßöffnung angeschlossene, nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung 13.
Die erwähnten Anordnungen sind bekannt.
Erfindungsgemäß weist die Zufuhrvorrichtung 1 in ihrer Auslaßleitung eine Prüfvorrichtung 14 von geringem Volumen und ferner einen Hilfsspeicher auf, der hier von einen Hilfsbehälter 15 gebildet ist, der wesentlich kleiner als der Hauptbehälter und an seinem Auslaß 15A mit einer vereinfachten, nach dem Kapillareffekt wirksamen Ergol-Rückhalteeinrichtung 16 versehen ist.
Die Prüfvorrichtung 14 ist tatsächlich ein Gasdetektor. Er ist aus einer Prüfzone 14A gebildet, die von dem Fluid durchlaufen wird, das vom Hauptbehälter 2 bis zum Hilfsbehälter 15 strömt, und die mit einem mit Wärmewirkung arbeitenden elektrischen Meßorgan 17 ausgerüstet ist, dessen Meßausgang je nachdem, ob das Fluid flüssig oder gasförmig ist, deutlich unterschiedlich ist.
Die Prüfzone 14A besteht nach der Figur 2 aus einem verbreiterten Abschnitt der Auslaßleitung 10, der von einem Heizwiderstand 18 umgeben ist, der zeitweise und zyklisch von einer Steuerschaltung 14B (in der Praxis mit geringer Leistung, typischerweise in der Größe von 0,1 W) versorgt wird; das elektrische Meßorgan ist Temperaturdetektor, der in der Nähe dieses verbreiterten Abschnitts montiert ist und dessen Meßsignal an eine Verarbeitungsschaltung 20 angelegt ist.
In einer nicht dargestellten Variante weist diese Prüfvorrichtung einen Thermistor oder ein Thermoelement auf.
In der Praxis ist das Ausgangssignal des Meßorgans eine Spannung V.
Ein Ausführungsbeispiel der an Bord des Satelliten befindlichen Verarbeitungsschaltung der Figur 2 ist in der Figur 4 gegeben.
In dem Diagramm der Figur 3, das durch einfache Berechnung gemäß dem Können des Fachmanns erhalten wurde, ist gezeigt, wie die Differenz der Wärmekapazität zwischen einer Flüssigkeit (gestrichelte Kurve) und einem Gas (Kurve in Vollinie) zum Ausdruck kommt, wenn die Prüfzone erwärmt wird, nämlich durch eine Differenz der Temperatur-Erhöhungsgeschwindigkeit. Denn man beobachtet, daß bei einer Flüssigkeit die Erwärmung sehr viel geringer als bei einem Gas ist.
Wenn man also zwei Referenzwerte T&sub1; und T&sub2; (oder in der Praxis die entsprechenden Spannungen V&sub1; und V&sub2;) nimmt, kann man mit Hilfe des Funktionsschaltbildes der Figur 4 ein Ausgangssignal S erhalten, das durch den Satelliten übermittelt wird und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Gas in der Prüfzone anzeigt; die gemessene momentane Spannung V wird tatsächlich mit den Referenzwerten V&sub1; und V&sub2; verglichen.
Sobald V&sub1; erreicht ist, läßt das logische Glied P die Taktpulse H passieren, die im Zähler C&sub1; summiert und mit einem (experimentell gewählten) Referenzwert im Komparator C&sub2; verglichen werden.
Sobald V&sub2; erreicht ist, ist das logische Glied P gesperrt, der Zähler C&sub1; vergrößert sind nicht mehr um Inkremente. Der Komparator C&sub2; gibt nur ein von Null verschiedenes Signal S ab, wenn der Referenzwert nicht überschritten wurde (das ist der Fall eines "schnellen Temparaturanstiegs, der für einen gasförmigen Zustand charakteristisch ist; andernfalls ist der Anstieg "langsam", was anzeigt, daß noch eine Flüssigkeitsströmung vorhanden ist).
Die Ergol-Rückhalteeinrichtung 16 mit Selbstauffüllung der Figuren 5 und 6 kann unter der Einwirkung von Trägheitskräften, die während Manövern zur Korrektur der Umlaufbahn wirken, Ergol in den Teil eintreten lassen, der mit Eigenschaften zum Zurückhalten durch Kapillarwirkung und dem Einbehalten versehen ist und folglich in elektrischer Analogie wie eine Diode, auf die ein Speicher folgt funktioniert. Der Blasenpunkt dieser Vorrichtung liegt in der Praxis ziemlich niedrig, typischerweise in der Größe von 1 mbar.
Man kann auch eine kapillar wirkende Rückhalteeinrichtung mit einem höheren Blasenpunkt verwenden und sie den größeren Teil des Hilfsbehälters so belegen lassen, daß sie nicht mehr von Beschleunigungen abhängt, die aus Sondermanövern resultieren.
Wie in der Figur 6 dargestellt, weist diese Einrichtung z. B. einen Zylinder 21 auf, der Metallrohre 22 enthält, die hier sechseckig ausgebildet sind und deren Querschnitt dafür dimensioniert ist, den notwendigen kapillar wirkenden Rückhaltedruck zu erzeugen.
Dieser Zylinder 21 ist in dem Hilfsbehälter auf der Seite 15A befestigt auf der die Ergole austreten, und die Achse des Zylinders ist in die Richtung der durchschnittlichen Beschleunigungen ausgerichtet, die während der Manöver zur Korrektur der Umlaufbahn (Nord-Süd - siehe die Figur 13 - oder Ost-West) erzeugt werden.
Die Befestigung des Zylinders erfolgt über ein Fußteil 23, das selbst durch Gitter 24 für Ergole durchlässig ist, aber eine kapillar wirkende Rückhaltefähigkeit ("Blasenpunkt") aufweist, die größer als die des Zylinders ist:
die Durchlässigkeit für Ergole ist Teil der Selbstauffüllungs-Funktion für die Ergole, die während der Manöver zur Korrektur der Umlaufbahn längs der Wände (Pfeil F1) herablaufen,
die kapillare Rückhaltefähigkeit, die größer als die des Zylinders ist, gewährleistet, daß das aus dem Zylinder und seinem Fußteil bestehende Volumen sich leert, indem zuerst mit dem Zylinder begonnen wird.
Damit die Entleerung des Zylinders 21 gleichmäßig erfolgt, wurde der Durchlaß für das Ergol von einem Rohr zum anderen durch Öffnungen 25 ermöglicht, die im Inneren des Zylinders ausgebildet sind.
Die Speicherfähigkeit dieser Einrichtung 16 ist in der Praxis ausreichend, um zu gewährleisten, daß der Satellit am Ende seiner Lebensdauer aus der Umlaufbahn gebracht wird.
Die Figuren 7 und 8 sind Ausführungsvarianten der Vorrichtung der Figur 1, bei denen zwischen dem Hauptbehälter und dem Hilfsbehälter auf der Einlaßseite (Figur 7) oder auf der Auslaßseite (Figur 8) der Prüfzone eine Einrichtung zum Verhindern von Rücklauf 30 vorgesehen ist.
Wie in der Figur 9 dargestellt, wirkt diese Einrichtung zum Verhindern von Rücklauf kapillar: Sie wird von einem vergrößerten Körper 31 gebildet, durch den quer ein (oder mehrere) Gitter 32 mit feinen Maschen angeordnet sind, wobei die Maschen dieses Gitters dafür dimensioniert sind, um im Fall eines Rückfließens die gewünschte Sperrwirkung zu gewährleisten.
In einer Variante kann dieses Organ zum Verhindern von Rückfluß mechanischer Art (ein herkömmliches Rückschlagventil) oder elektromechanischer Art (...ventil) sein.
Die Figur 10 zeigt eine Zufuhrvorrichtung für zwei Ergole, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist und zwei parallele Verzweigungen 51 und 52 aufweist, die jeweils für zwei Ergole ausgelegt sind und die jede (aber mit zwei Hauptbehältern) der Vorrichtung für ein Ergol der Figur 1 ähnlich sind (eine der Verzweigungen ist mit den Bezugszeichen der Figur 1 versehen; ein Zeichen "Strich" ist bei der anderen Verzweigung hinzugefügt).
Die Figur 11 ist davon eine Variante 60, bei der nur eine 61 der Verzweigungen nach der Erfindung ausgebildet ist, während die andere Verzweigung 62 einen herkömmlichen Aufbau aufweist.
Die Vorrichtung der Figur 12 unterscheidet sich von der der Figur 1 dadurch, daß in Serienschaltung auf der Einlaßseite des Hauptbehälters eine Einrichtung zur Vergrößerung des Volumens hinzugefügt wurde, die für Druckgas vorgesehen ist und:
- aus einem Zusatzbehälter 70 ohne eine Ergol-Rückhalteeinrichtung (sein Volumen beträgt z. B. 2 % bis 5 % des Volumens des Hauptbehälters); und
- aus einem auf Kapillarwirkung arbeitenden Phasentrenner 71 gebildet ist, der zwischen dem Zusatzbehälter und dem Hauptbehälter liegt (es handelt sich um das Vermeiden eines Rückflusses von Ergol zur Einlaßseite hin).
Ferner hat man an den Zusatzbehälter einen Vorwärmer 72 angebaut, um eine Temperatur zu halten, die leicht über der des Hauptbehälters liegt. Der letztere kann dennoch selbst auch mit einem Vorwärmer 74 ausgerüstet sein, der es zuläßt, indem er auf die Temperatur und folglich auf den im Inneren der Hauptbehälter herrschenden Druck einwirkt das Ergol daran zu hindern, vom Hilfsbehälter zum Hauptbehälter zurückzuströmen.
Die Figur 13 zeigt zum Teil einen Satellitenkörper 100, dessen Hilfsbehälter 15 punktiert dargestellt ist. Er ist längs der Nord-Süd-Achse ausgerichtet, längs der die größten Beschleunigungen (größer als die längs der Ost-West-Achse) während des Inpositionhaltens und der Lagekorrekturen aufgebracht werden. Dieses erlaubt am besten, die Ergol-Rückhalteeinrichtung 16 am Ende der Lebensdauer während der Umlaufbahn-Manöver aufzufüllen.
Die Erfindung kann insbesondere bei den Satelliten der Familien TV-SAT/TDF1 und EUTELSAT II verwendet werden.
Z. B. weist (weisen) der (oder die) Hauptbehälter ein Fassungsvermögen von ungefähr 1000 l, der Hilfsbehälter ein Fassungsvermögen von ungefähr 20 Litern (weniger als 10 % des Hauptfassungsvermögens) und die Einrichtung 16 ein Fassungsvermögen von ungefähr 1 l (weniger als 10 % des Hilfsspeichers) auf; der Zusatzbehälter hat z. B. eine Aufnahmefähigkeit von 4 Litern.
In der Praxis verbleibt der hauptsächliche Teil des verfügbaren Ergols während des Großteils der Lebensdauer in der Umlaufbahn im Hauptbehälter. Wenn die Prüfvorrichtung 1 4 für Gas das Vorhandensein einer merklichen Menge an Gas in der Prüfzone detektiert, sichert das in diesem Hilfsbehälter enthaltene Ergolvolumen eine vorbestimmte Restlebensdauer sowie, daß der Satellit anschließend aus der Umlaufbahn gebracht wird. Während dieser Restlebensdauer finden aufeinanderfolgende Wiederauffüllungen der Ergol-Rückhalteeinrichtung des Hilfsbehälters bei jedem Nord-Süd-Manöver statt, die für Manöver für kleine Korrekturen ausreichen, die vor dem nächsten Nord-Süd-Manöver aufgebracht werden müssen, bevor eine Beschleunigung erzeugt wird, die zum erneuten Wiederauffüllen dieser Rückhalteeinrichtung mit Selbstauffüllung geeignet ist.
Es gehört zum Können des Fachmanns, in Abhängigkeit vom verfügbaren Platz die Anzahl und die Form der Hauptbehälter festzulegen.
Die Materialien der Bestandteile des Hilfsbehälters und des Organs 30 zum Verhindern von Rücklauf müssen auch so leicht wie möglich und aus mechanischer sowie chemischer Sicht mit den zu ertragenden Kräften und mit der Agressivität des in Erwägung gezogenen Ergols kompatibel sein. Es handelt sich herkömmlicherweise um rostfreie Stähle oder um Platinlegierungen oder um an sich bekannte geeignete Kunststoffe.
Als Beispiel sind die Temperaturen T&sub1; und T&sub2; gleich 30ºC und 45ºC und wird die Bezugsgeschwindigkeit, die zum Unterscheiden der Fälle leer/voll von Ergol in der Prüfzone dient, gleich 0,6ºC/s gewählt.
Die Aktivierungshäufigkeit der Prüfvorrichtung für Gas ist in der Praxis die der Nord- Süd-Manöver zur Korrektur der Umlaufbahn.
Selbstverständlich wurde die vorstehende Beschreibung nur als nichtbeschränkendes Beispiel vorgebracht und es können zahlreiche Varianten vom Fachmann vorgeschlagen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können insbesondere zwei oder mehrere Zusatzbehälter in Serienschaltung eingebaut sein. Ebenso kann die Auslaßleitung, z. B. im Fall eines Hauptspeichers mit zwei parallel geschalteten Behältern, zweigeteilt sein, wobei zwei Prüfvorrichtungen vorgesehen sind.

Claims

1. Zufuhrvorrichtung für flüssiges Ergol für Satelliten, mit einer Einlaßleitung (5), die mit einer Druckgasquelle verbunden ist, mit einer Auslaßleitung (10), die an einen Sammelbehälter (11) zur Verteilung von Ergol angeschlossen ist, und mit einem Hauptspeicher (2, 2A, 2B, 2'A, 2'B), der über eine Einlaßöffnung (4) mit dieser Einlaßleitung und über eine Auslaßöffnung (9) mit dieser Auslaßleitung verbunden ist und eine nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung (13) zwischen seinem Inneren und dieser Auslaßleitung enthält, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner an der vom Hauptspeicher ausgehenden Auslaßleitung eine Prüfvorrichtung (14, 14') für Gas aufweist, die dazu eingerichtet ist, in der Auslaßleitung das Vorhandensein einer merklichen Gasmenge zu detektieren, und außerdem einen Hilfsspeicher (15, 15') umfaßt, der wesentlich kleiner als der Hauptspeicher ist und eine zweite nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung (16) aufweist, die das Innere dieses Hilfsspeichers vom Verteilungs-Sammelbehälter trennt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (14,14') für Gas eine Prüfzone (14A) aufweist, die Bestandteil der Auslaßleitung sowie mit einem Element zur zeitweisen Erwärmung (18) und mit einem Temperaturdetektor (17) versehen ist, der mit einer Verarbeitungsschaltung verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verarbeitungsschaltung einen Komparator (C2) zum Vergleich der Erwärmungsgeschwindigkeit der Prüfzone mit einer Referenzgeschwindigkeit aufweist, wobei die Referenzgeschwindigkeit zwischen den Erwärmungsgeschwindigkeiten bei Vorhandensein von Ergol bzw. von Druckgas liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prützone (14) ein verbreiterter Bereich (14A) der Auslaßleitung ist, um den herum ein Widerstand (18) gewickelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspeicher ein Volumen aufweist, das kleiner als 10% des Volumens des Hauptspeichers ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des HiIfsspeichers im Bereich von 1 bis 5 % des Volumens des Hauptspeichers liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite nach dem Kapillareffekt wirksame Ergol-Rückhalteeinrichtung ein Fassungsvermögen an Ergol aufweist, das wenigstens gleich der Menge an Ergol ist, die erforderlich ist, um den Satelliten aus seiner Umlaufbahn zu bringen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der zweiten Ergol-Rückhalteeinrichtung im wesentlichen im Bereich von 0,5 bis 3 Liter liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner zwischen dem Hauptspeicher und dem Hilfsspeicher ein Organ (30) aufweist, das den Rücklauf von Ergol verhindert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ zum Verhindern eines Rücklaufs nach dem Kapillareffekt arbeitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ zum Verhindern eines Rücklauf zwischen der Prüfvorrichtung und dem Hilfsspeicher eingebaut ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärmer (74) am Hauptspeicher angebaut ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptspeicher wenigstens zwei Hauptbehälter (2A, 2B, 2'A, 2'B) aufweist, die in Parallelschaltung zwischen der Einlaßleitung und der Auslaßleitung eingebaut sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzspeicher (70) in der Einlaßleitung vorgesehen ist, der mit dem inneren des Hauptspeichers nur über einen auf Kapillarwirkung arbeitenden Phasentrenner (71) in Verbindung steht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zusatzspeicher mit einem Vorwärmer (72) ausgerüstet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß sie für ein zweites Ergol eine zweite Einlaßleitung (5'), eine zweite Auslaßleitung (10'), die mit einer, zweiten Sammelbehälter zur Verteilung von Ergol (11') verbunden ist, sowie einen zweiten Hauptspeicher (2'A, 2'B) aufweist der zwischen der zweiten Einlaß- und der zweiten Auslaßleitung angebracht ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Auslaßleitung (10') eine zweite Prüfvorrichtung für Gas (14') und ein zweiter Hilfs-Speicher vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hauptspeicher (62) in freier und direkter Verbindung mit dem zweiten Sammelbehälter zur Verteilung von Ergol steht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspeicher so eingebaut ist, daß seine Einlaß- und Auslaßöffnung längs einer vorbestimmten Richtung maximaler Beschleunigung in der Bahn ausgerichtet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Hilfsspeicher parallel zur Nord-Süd-Achse des Satelliten eingebaut ist.