[发明专利]用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统。一个实例是一种用于估算在输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的方法。第一罐和第二罐被阀分隔开。基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过阀的推进剂的流动速率；至少部分基于流动速率计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强和温度。

技术领域

本申请的领域总体上涉及推进剂输送，并且更具体地，涉及用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统。

背景技术

一些已知的卫星推进系统包括由高压锁阀(latch valve)分隔开的两个贮存罐。用于卫星的推进系统的气体推进剂存储于该贮存罐中。当推进剂从一个贮存罐被输送至另一个时，估算罐之间所输送的气体量以及各个罐中剩余的推进剂的量。一些已知系统使用推进剂P-V-T测量工具来估算气体推进剂的输送。为各个罐读数的最新的压强(pressure，压力)和温度传感器用于确定各个罐中推进剂的体积并从属性表中检索相应的流体密度。基于所计算的体积和所检索的密度计算气体推进剂的质量。在气体的输送期间，这些已知的系统不会更新压强和温度概况。相反，在输送开始之前进行上述测量和计算，基于初始估算来计算输送期望量的气体推进剂所需的时间，并且不会更新或重复该计算，直到完成输送后为止。在气体推进剂的输送期间，温度和压强通常会改变，从而导致气体推进剂的特性发生改变以及气体的流动速率有变化。这些改变可能会导致对所输送的气体量的估算不准确。

发明内容

本申请的一个方面是一种用于估算在输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的方法。该第一罐和第二罐被锁阀分隔开。该方法包括基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过锁阀的推进剂的流动速率；至少部分基于该流动速率计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定该中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强。

另一方面，描述了一种用于估算输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的系统。该系统包括存储推进剂的特性的存储装置以及耦接至该存储装置的处理器。处理器被配置为基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过锁阀的推进剂的流动速率；至少部分基于该流动速率来计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定该中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强。

又一方面，公开了一种用于估算输送事件期间基于卫星的氙离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的氙的输送的方法，其中，第一罐和第二罐被锁阀分隔开。该方法包括：(a)至少部分基于第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强计算第一罐和第二罐中每一个的体积；(b)基于第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强和温度计算通过锁阀的氙的流动速率；(c)对一时间段内的流动速率进行积分以确定小于输送事件长度的时间段内通过锁阀输送的氙的质量；(d)确定该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的质量；(e)确定在该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的密度和温度；以及(f)确定该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强。

已经论述的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图来看出。

附图说明

图1是示例性计算装置的框图。

图2是在卫星中所使用的示例性离子推进系统的简化图。

图3是用于估算输送事件期间两个贮存罐之间的推进剂的输送的方法的流程图。

图4是如图2所示的离子推进系统中的锁阀的简化截面图。

图5是如图2所示的离子推进系统中的锁阀的另一简化截面图。