卫星气体工质剩余量高精度显式计算方法

作     者：高永 宇文雷 丁凤林 李玉峰 黎明 方忠坚 GAO Yong;YUWEN Lei;DING Fenglin;LI Yufeng;LI Ming;FANG Zhongjian

作者机构：北京控制工程研究所北京100190 北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心北京100190 兰州空间技术物理研究所兰州730010 航天东方红卫星有限公司北京100094 

出 版 物：《航天器环境工程》 (Spacecraft Environment Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第4期

页      面：389-394页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(编号:2020YFC2201101) 

主　　题：冷气推进系统 剩余量 气体状态方程 显式计算方法 

摘      要：为获取卫星气体工质在高压下的剩余量,研究气体密度的不同算法,结果显示:基于理想气体状态方程的密度计算在高压下存在误差;Redliche-Kwong(RK)方程对氮气密度的计算与NIST数据库查询结果最为接近。为在判读卫星实时遥测数据期间快速获取气体工质剩余量,基于数学拟合公式提出一种气体工质剩余量的显式计算方法,并采用气瓶容积随压力变化的线性模型对气瓶膨胀的影响进行修正。地面试验结果表明,该显式计算方法与实际测试结果符合良好,气瓶随压力的膨胀量呈线性变化,气瓶容积修正能够有效减小计算结果的误差。该方法针对某卫星冷气推进系统的计算结果显示,计算剩余量的不确定度为180 g,相对不确定度为0.62%。