微型卫星上级推进系统的瞬态压力脉动分析与验证

美国海军研究工作实验室（Naval Research Laboratory，NRL）负责为美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）设计双推进器的液体推进剂系统。在此系统中，推进剂从两个独立的燃料源经由抽空的环形集管进入推进器的支路。在此系统中，存在发生强烈水锤的可能，这将危害系统的安全与运行。为此，研究人员通过瞬态压力脉动的仿真计算与样机试验来设计、布局相关组件，以确保系统的正常运行。

图1：上级推进系统及节流孔布局示意图与样机试验台

图1所示为上级推进系统及节流孔布局示意图与样机试验台。初步的研究主要是为了确定流动的类型、节流孔板的选用与布局，进而分析启动过程中集管的填充引起的压力脉动；进一步的研究主要是为了评估预定的最小、最大发射压力对系统的影响。

图2：Flowmaster计算模型

图3：压力脉动计算结果