專利名稱：一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板式推進(jìn)劑管理裝置(PDM)中所屬部件——導(dǎo)流板在微重力條件下流體傳輸性能的試驗(yàn)驗(yàn)證方法，可以推廣應(yīng)用于各種導(dǎo)流板縮比模型的微重力試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)際上大型桁架式平臺(tái)衛(wèi)星的迅速發(fā)展，采用板式PMD的推進(jìn)劑貯箱已經(jīng)成為國(guó)際上主流。從“十一五”末期起，開始開展了大容量板式PMD推進(jìn)劑貯箱研制工作，已研制了板式PMD樣機(jī)，進(jìn)行了板式PMD流體傳輸性能與管理性能的地面演示試驗(yàn)。該演示試驗(yàn)只能對(duì)板式PMD的局部性能進(jìn)行驗(yàn)證，無(wú)法真實(shí)反映其在空間環(huán)境下利用表面張力對(duì)流體的管理、控制和傳輸能力。因此，必須進(jìn)行大量的微重力試驗(yàn)，對(duì)板式PMD所屬部件性能進(jìn)行深入研究。故自2011年3月起，針對(duì)某衛(wèi)星平臺(tái)大容量板式貯箱的板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板進(jìn)行縮比設(shè)計(jì)，搭建了一套微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，明確了試驗(yàn)系統(tǒng)的整體方案和功能，總結(jié)得出了適用于板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板流體傳輸性能驗(yàn)證的簡(jiǎn)單、可靠、可行的微重力試驗(yàn)方法。運(yùn)用該試驗(yàn)方法，多次完成了板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板不同縮比模型的流體管理傳輸特性和液面重定位過(guò)程的微重力試驗(yàn)，驗(yàn)證了微重力環(huán)境下導(dǎo)流板的流體管理和傳輸能力。同時(shí)，由于板式PMD推進(jìn)劑貯箱研制和相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)涉及到國(guó)家安全，掌握了該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家往往進(jìn)行技術(shù)封鎖，國(guó)外能夠提供的資料很不全面，只能起一定的借鑒作用，發(fā)表的相關(guān)文章中均未提及詳細(xì)的試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)板式PMD部件的機(jī)理研究必須自行搭建試驗(yàn)系統(tǒng)，開展大量的微重力試驗(yàn)，總結(jié)微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，得到充分的第一手資料，這些基礎(chǔ)資料是不可能從國(guó)外文獻(xiàn)中獲得的。綜上所述，一種板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板性能的微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法是進(jìn)行大容量板式PMD推進(jìn)劑貯箱研制過(guò)程中摸索和總結(jié)的成果，整個(gè)試驗(yàn)方法是全新的，國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)的文獻(xiàn)和資料可以借鑒，國(guó)外也極少公開紕漏類似試驗(yàn)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)板式PMD所屬部件一導(dǎo)流板流體傳輸管理性能驗(yàn)證，結(jié)合試驗(yàn)過(guò)程的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，首次提出了一種板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板性能的微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，能夠有效地驗(yàn)證微重力環(huán)境下板式PMD所屬部件——導(dǎo)流板的流體管理和傳輸能力。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，所述試驗(yàn)對(duì)象是導(dǎo)流板縮比模型部件，實(shí)現(xiàn)步驟如下:(1)將用于導(dǎo)流板傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)連接好，進(jìn)入步驟(2)；(2)導(dǎo)流板縮比模型部件的放置方式是影響導(dǎo)流板傳輸性能的關(guān)鍵因素，選取兩個(gè)或兩個(gè)以上導(dǎo)流板縮比模型部件作為本次試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)入步驟(3);根據(jù)導(dǎo)流板在板式PMD中實(shí)際的放置方式，所述導(dǎo)流板縮比模型部件的放置方式有平行型置方式和垂直型放置方式，所述平行型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為等腰梯形形狀，所述垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為長(zhǎng)方形。平行型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面平行放置，等腰梯形頂邊d2所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面，垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面垂直放置，長(zhǎng)方形的寬d所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面；(3)導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面間隙距離也是影響導(dǎo)流板傳輸性能的關(guān)鍵因素，按照一種放置方式在試驗(yàn)液槽內(nèi)放置導(dǎo)流板縮比模型部件，并且將導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面保持一定間隙距離，同時(shí)確保兩個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件之間有足夠的距離，防止導(dǎo)流板縮比模型部件之間相互產(chǎn)生流動(dòng)干擾，固定好導(dǎo)流板縮比縮比模型進(jìn)入步驟(4);所述導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面間隙距離為0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、
2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm ;所述兩種導(dǎo)流板縮比模型部件之間的距離應(yīng)不小于25mm ；(4)向試驗(yàn)液槽內(nèi)添加一定模擬液，將試驗(yàn)液槽密封好后進(jìn)入步驟(5);為了能夠更清晰地觀測(cè)及比較試驗(yàn)結(jié)果，所述試驗(yàn)液槽內(nèi)液面深度約為液槽總深度的5% 10% ；(5)將已添加模 擬液且密封好的液槽試驗(yàn)放置在微重力試驗(yàn)系統(tǒng)支架上，確保所述試驗(yàn)液槽安裝固定導(dǎo)流板縮比模型部件一側(cè)靠近高速CCD相機(jī)，將試驗(yàn)液槽固定好后進(jìn)入步驟(6)；(6)調(diào)整高速CXD相機(jī)攝像裝置、支架和濾光板裝置，確保攝像效果好，能夠完好記錄整個(gè)微重力試驗(yàn)過(guò)程；(7)將高速CXD相機(jī)開啟錄像模式，開始進(jìn)行微重力試驗(yàn)。微重力試驗(yàn)結(jié)束后，回收微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，保存攝像所取得的圖像結(jié)果；(8)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了所述各種導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面間隙距離，若是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(9);若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟
(3)，更改導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面間隙距離；(9)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了各種所述導(dǎo)流板縮比模型部件，若是完全覆蓋，則微重力試驗(yàn)完成結(jié)束；若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(2)，更改導(dǎo)流板縮比模型部件。所述平行型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括梯形底邊dl、梯形頂邊d2、梯形高度bl和模型部件高度hi。所述梯形底邊dl為6mm或12mm。當(dāng)所述梯形底邊dl為6mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為1mm、2mm、3mm、4mm或5mm,所述梯形高度bI為2mm ;當(dāng)所述梯形底邊dl為12mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm,所述梯形高度bl為4mm。所述模型部件高度hi為40mm。所述垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括長(zhǎng)d、寬b2、模型部件高度h2。所述長(zhǎng)d為2mm、4mm、6mm、8mm或IOmm ;所述寬b2為0.5mm ;所述模型部件高度h2為40mm。所述試驗(yàn)液槽采用有機(jī)玻璃材料，其折射率為1.491，透光率約為90%，所述試驗(yàn)液槽內(nèi)總深度為60mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:(I)本發(fā)明采用多種縮比模型同時(shí)進(jìn)行微重力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果對(duì)照效果極佳，有利于試驗(yàn)結(jié)果分析，同時(shí)試驗(yàn)效率及經(jīng)濟(jì)效益高。(2)本發(fā)明采用的試驗(yàn)方法合理、切實(shí)可行、可操作性強(qiáng)，對(duì)導(dǎo)流板流體管理及傳輸性能起到良好的驗(yàn)證作用，已應(yīng)用在大容量板式PMD推進(jìn)劑貯箱研制上，為板式PMD優(yōu)化設(shè)計(jì)提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。


圖1是本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)時(shí)采用的試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是圖1中高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明試驗(yàn)方法的流程圖；圖4是本發(fā)明導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為平行型導(dǎo)流板縮比模型部件，b為垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件；圖5是本發(fā)明導(dǎo)流板縮比模型部件在試驗(yàn)液槽內(nèi)放置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明方法所采用的試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)系統(tǒng)基板1、高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件、圖像采集系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等部分，而且高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件、圖像采集系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等部分均在試驗(yàn)系統(tǒng)基板I上對(duì)稱地布置兩套，試驗(yàn)系統(tǒng)具備同時(shí)進(jìn)行兩種試驗(yàn)?zāi)Ｐ臀⒅亓υ囼?yàn)的能力。

試驗(yàn)系統(tǒng)基板I是一塊內(nèi)部為木材蜂窩層的輕質(zhì)圓形鋁平板，用于實(shí)現(xiàn)高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件、圖像采集系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等部分緊湊地安裝與固定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)系統(tǒng)與微重力試驗(yàn)艙安裝銜接。高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件由兩個(gè)支板和兩個(gè)支架組成，第一支板3和第二支板13分布用于支撐固定第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14,第一支架4和第二支架12分別用于支撐固定第一支板3和第二支板13。 圖像采集系統(tǒng)由兩個(gè)高速CXD相機(jī)、兩個(gè)CXD攝像頭和兩個(gè)相機(jī)支座組成，第一高速CCD相機(jī)的最高分辨率為1280X 1024pixel，在此分辨率下相機(jī)的幀率可達(dá)到lOOOfps。第一高速CCD相機(jī)7和第二高速CCD相機(jī)15分別安裝固定在第一相機(jī)支座8和第二相機(jī)支座16上，分別用于實(shí)時(shí)記錄第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14內(nèi)試驗(yàn)圖像，微重力試驗(yàn)艙內(nèi)自備的第一 CXD攝像頭9和第二 (XD17攝像頭分別實(shí)時(shí)無(wú)線遙傳第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14的試驗(yàn)準(zhǔn)備情況，確保微重力試驗(yàn)正常順利進(jìn)行。照明系統(tǒng)由兩個(gè)強(qiáng)光光源和兩個(gè)濾光板組成，第一強(qiáng)光光源5和第二強(qiáng)光光源10分別安裝固定在第一支架4和第二支架12的平板上，即分別位于第一支板3和第二支板13的正下方，第一濾光板6和第二濾光板11分別位于第一 (XD相機(jī)7、第二高速(XD相機(jī)15與第一試驗(yàn)液槽2、第二試驗(yàn)液槽14之間。試驗(yàn)系統(tǒng)具體連接方式如下:在試驗(yàn)系統(tǒng)基板I上預(yù)先打好用于支架和相機(jī)支架固定的相應(yīng)安裝孔；第一支架4和第二支架12分別安裝固定在試驗(yàn)系統(tǒng)基板I上相對(duì)應(yīng)的位置；第一相機(jī)支座8和第二相機(jī)支座16分別安裝固定在試驗(yàn)系統(tǒng)基板I上相對(duì)應(yīng)的位置；第一高速CXD相機(jī)7和第二高速CXD相機(jī)15分別安裝固定在第一相機(jī)支座8和第二相機(jī)支座16上；第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14分別安裝固定在第一支板3和第二支板13上，然后根據(jù)第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14的安裝方式及第一高速CCD相機(jī)7和第二高速CCD相機(jī)15的攝像效果，調(diào)節(jié)好支板3和支板13在支架4和支架12的高度，接著將安裝有第一試驗(yàn)液槽2的第一支板3和第二試驗(yàn)液槽14的第二支板13分別固定在第一支架4和第二支架12上；將已裝好試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)基板I安裝銜接在微重力試驗(yàn)艙內(nèi)適當(dāng)位置，然后進(jìn)行第一高速CXD相機(jī)7和第二高速CXD相機(jī)15攝像調(diào)節(jié)，確認(rèn)第一濾光板6和第二濾光板11分別位于第一 (XD相機(jī)7、第二高速(XD相機(jī)15與第一試驗(yàn)液槽2、第二試驗(yàn)液槽14之間的位置，接著將第一濾光板6和第二濾光板11固定。如圖2所示，每個(gè)支架的四根支柱上打有多個(gè)定位孔，用于調(diào)節(jié)支板的高度。而且每個(gè)支板均為多孔板，可適應(yīng)不同試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b固定要求。支板放置高度可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行調(diào)節(jié)，整個(gè)高度可調(diào)節(jié)試驗(yàn)支架組件裝拆非常簡(jiǎn)便。雖然高速CCD相機(jī)有較高的感光度，但是由于高速拍攝情況下曝光時(shí)間極短，須用強(qiáng)光光源照明。由于試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭卸嘤猛该鞯挠袡C(jī)玻璃材料，在強(qiáng)光光源照明下通過(guò)有機(jī)玻璃的折射會(huì)在圖像中產(chǎn)生光斑，影響圖像質(zhì)量，因此在相機(jī)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g需添加濾光板，以獲取更高質(zhì)量的圖像。如圖4中a所示，平行型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括梯形底邊dl、梯形頂邊d2、梯形高度bl和模型部件高度hi。所述梯形底邊dl為6mm或12mm。當(dāng)所述梯形底邊dl為6mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為1mm、2mm、3mm、4mm或5mm,所述梯形高度bl為2mm ;當(dāng)所述梯形底邊dl為12mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm,所述梯形高度bl為4mm。所述模型部件高度hi為40mm。如圖4中的b所示，垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括長(zhǎng)d、寬b2、模型部件高度h2。所述長(zhǎng)d為2mm、4mm、6mm、8mm或IOmm ;所述寬b2為0.5mm ;所述模型部件高度h2為40mm。如圖5所示，試驗(yàn)液槽采用有機(jī)玻璃材料，其折射率為1.491，透光率約為90%，試驗(yàn)液槽內(nèi)總深度為60mm。根據(jù)導(dǎo)流板在板式PMD中實(shí)際的放置方式，導(dǎo)流板縮比模型部件的放置方式有平行型置方 式和垂直型放置方式，平行型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為等腰梯形形狀，垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為長(zhǎng)方形。平行型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面平行放置，等腰梯形頂邊d2所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面，垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面垂直放置，長(zhǎng)方形的寬d所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面。；導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面間隙距離為0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm ;兩種導(dǎo)流板縮比模型部件之間的距離應(yīng)不小于25mm。如圖3所示，本發(fā)明方法，試驗(yàn)對(duì)象是導(dǎo)流板縮比模型部件，步驟如下:(I)將用于導(dǎo)流板傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)連接好，進(jìn)入步驟(2)；(2)選取四個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件作為本次試驗(yàn)對(duì)象，將兩個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件設(shè)為一組，共兩組，進(jìn)入步驟(3)；(3)導(dǎo)流板放置方式、導(dǎo)流板與液槽壁面間隙距離是影響導(dǎo)流板傳輸性能的關(guān)鍵因素。根據(jù)導(dǎo)流板縮比模型部件類型將各組導(dǎo)流板縮比模型部件按照一定方式放置在試驗(yàn)液槽內(nèi)，并且將兩組導(dǎo)流板模型部件分別與試驗(yàn)液槽2和試驗(yàn)液槽14的壁面保持一定間隙距離放置，比如間隙距離選取2mm，同時(shí)確保同組內(nèi)兩個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件之間距離不小于25mm，防止兩個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件之間相互產(chǎn)生流動(dòng)干擾，在第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14內(nèi)固定好縮比模型部件后進(jìn)入步驟(4)；(4)向第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14內(nèi)添加一定模擬液,將第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14密封好后進(jìn)入步驟(5);為了能夠更清晰地觀測(cè)及比較試驗(yàn)結(jié)果，所述試驗(yàn)液槽內(nèi)模擬液液面深度約為試驗(yàn)液槽總深度的5% 10% ；(5)將已添加模擬液且密封好的第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14的試驗(yàn)?zāi)Ｐ头謩e放置在微重力試驗(yàn)系統(tǒng)第一支板3和第二支板13上，確保所述試驗(yàn)液槽安裝固定導(dǎo)流板縮比模型部件一側(cè)均靠近第一高速CXD相機(jī)7和第二高速CXD相機(jī)15，將第一試驗(yàn)液槽2和第二試驗(yàn)液槽14固定好后進(jìn)入步驟(6)；(6)調(diào)整第一高速CXD相機(jī)7和第二高速CXD相機(jī)15攝像裝置、第一支架4和第二支架12、第一濾光板6和第二濾光板11等裝置，確保第一高速C⑶相機(jī)7和第二高速CXD相機(jī)15的攝像效果好，能夠完好記錄整個(gè)微重力試驗(yàn)過(guò)程；(7)將第一高速CXD相機(jī) 7和第二高速CXD相機(jī)15均開啟錄像模式，開始進(jìn)行微重力試驗(yàn)。微重力試驗(yàn)結(jié)束后，回收微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，保存攝像所取得的圖像結(jié)果；(8)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了所述各種導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面間隙距離，若是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(9);若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟
(3),更改導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面的間隙距離；(9)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了各種所述導(dǎo)流板縮比模型部件，若是完全覆蓋，則微重力試驗(yàn)完成結(jié)束；若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(2)，更改導(dǎo)流板縮比模型部件。在我國(guó)某型號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)大容量板式表面張力貯箱研制過(guò)程中，應(yīng)用了本發(fā)明方法對(duì)板式PMD導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)流體管理傳輸性能進(jìn)行了微重力試驗(yàn)驗(yàn)證，為導(dǎo)流板優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要的參考價(jià)值。本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，所述試驗(yàn)對(duì)象是導(dǎo)流板縮比模型部件，其特征在于步驟如下: (1)將用于導(dǎo)流板傳輸性能驗(yàn)證的微重力試驗(yàn)系統(tǒng)連接好，進(jìn)入步驟(2)； (2)導(dǎo)流板縮比模型部件的放置方式是影響導(dǎo)流板傳輸性能的關(guān)鍵因素，選取兩個(gè)或兩個(gè)以上導(dǎo)流板縮比模型部件作為本次試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)入步驟(3);根據(jù)導(dǎo)流板在板式PMD中實(shí)際的放置方式，所述導(dǎo)流板縮比模型部件的放置方式有平行型置方式和垂直型放置方式，所述平行型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為等腰梯形形狀，所述垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件的截面形狀為長(zhǎng)方形。平行型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面平行放置，等腰梯形頂邊d2所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面，垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面垂直放置，長(zhǎng)方形的寬d所處的平面靠近試驗(yàn)液槽壁面； (3)導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面間隙距離也是影響導(dǎo)流板傳輸性能的關(guān)鍵因素，按照一種放置方式在試驗(yàn)液槽內(nèi)放置導(dǎo)流板縮比模型部件，并且將導(dǎo)流板縮比模型部件與試驗(yàn)液槽壁面保持一定間隙距離，同時(shí)確保兩個(gè)導(dǎo)流板縮比模型部件之間有足夠的距離，防止導(dǎo)流板縮比模型部件之間相互產(chǎn)生流動(dòng)干擾，固定好導(dǎo)流板縮比縮比模型進(jìn)入步驟(4);所述導(dǎo)流板縮比模型部 件與試驗(yàn)液槽壁面間隙距離為0.5mm、lmm、l.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm ;所述兩種導(dǎo)流板縮比模型部件之間的距離應(yīng)不小于25mm ； (4)向試驗(yàn)液槽內(nèi)添加一定模擬液，將試驗(yàn)液槽密封好后進(jìn)入步驟(5);為了能夠更清晰地觀測(cè)及比較試驗(yàn)結(jié)果，所述試驗(yàn)液槽內(nèi)液面深度約為液槽總深度的5% 10% ； (5)將已添加模擬液且密封好的試驗(yàn)液槽放置在微重力試驗(yàn)系統(tǒng)支架上，確保所述試驗(yàn)液槽安裝固定導(dǎo)流板縮比模型部件一側(cè)靠近高速CCD相機(jī)，將試驗(yàn)液槽固定好后進(jìn)入步驟(6)； (6)調(diào)整高速CXD相機(jī)攝像裝置、支架和濾光板裝置，確保攝像效果好，能夠完好記錄整個(gè)微重力試驗(yàn)過(guò)程； (7)將高速CCD相機(jī)開啟錄像模式，開始進(jìn)行微重力試驗(yàn)。微重力試驗(yàn)結(jié)束后，回收微重力試驗(yàn)系統(tǒng)，保存攝像所取得的圖像結(jié)果； (8)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了所述各種導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面間隙距離，若是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(9);若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(3)，更改導(dǎo)流板縮比模型部件與液槽壁面間隙距離； (9)根據(jù)所有獲得的微重力試驗(yàn)結(jié)果，判斷是否覆蓋了各種所述導(dǎo)流板縮比模型部件，若是完全覆蓋，則微重力試驗(yàn)完成結(jié)束；若不是完全覆蓋，則進(jìn)入步驟(2)，更改導(dǎo)流板縮比模型部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，其特征在于:所述平行型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括梯形底邊dl、梯形頂邊d2、梯形高度bl和模型部件高度hi。所述梯形底邊dl為6mm或12mm。當(dāng)所述梯形底邊dl為6mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為1mm、2mm、3mm、4mm或5mm,所述梯形高度bl為2mm ;當(dāng)所述梯形底邊dl為12mm時(shí)，所述梯形頂邊d2為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm,所述梯形高度bl為4mm。所述模型部件高度hi為40mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，其特征在于:所述垂直型導(dǎo)流板縮比模型部件結(jié)構(gòu)參數(shù)包括長(zhǎng)d、寬b2、模型部件高度h2 ;所述長(zhǎng)d為2mm、4mm、6mm、8mm或IOmm ;所述寬b2為0.5mm ;所述模型部件高度h2為40mm η
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，其特征在于:所述試驗(yàn)液槽采用有機(jī)玻璃材料，其折射率為1.491，透光率約為90%，所述試驗(yàn)液槽內(nèi) 總深度為60mm。
全文摘要
一種板式推進(jìn)劑管理裝置中的導(dǎo)流板性能微重力試驗(yàn)驗(yàn)證方法，截面形狀不同的導(dǎo)流板縮比模型部件為試驗(yàn)對(duì)象，試驗(yàn)方法中主要設(shè)計(jì)了各種截面形狀不同的導(dǎo)流板縮比模型部件的微重力試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法，以及不同試驗(yàn)條件更換策略，規(guī)定了試驗(yàn)準(zhǔn)備與試驗(yàn)步驟、攝像觀測(cè)方法、試驗(yàn)防干擾策略等。該試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)流板縮比模型部件的微重力全部試驗(yàn)，并對(duì)整個(gè)流體傳輸過(guò)程進(jìn)行了攝像記錄，便于后續(xù)試驗(yàn)結(jié)果分析及導(dǎo)流板優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)方法，能夠獲得導(dǎo)流板模型的流體管理及傳輸特性，并對(duì)導(dǎo)流板性能進(jìn)行驗(yàn)證。
文檔編號(hào)G01M13/00GK103217283SQ20131012516
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者胡齊, 李永, 潘海林, 陳健, 魏延明, 莊保堂 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所