[发明专利]一种微重力-变力环境中的空间流体管理试验装置

说明书

本发明公开了一种微重力‑变力环境中的空间流体管理试验装置，包括变推力电推进机构、模拟试验贮箱、光学观测机构和数据终端，模拟试验贮箱与变推力电推进机构连接并在变推力电推进机构的带动下运动，光学观测机构设置在模拟试验贮箱的一侧且用于观测记录模拟试验贮箱的运动过程，数据终端与光学观测机构信号连接且用于采集并保存光学观测机构观测记录的信息。本发明通过光学观测机构和数据终端对在变推力电推进机构结合微重力实验设备营造的特殊组合力学试验环境中进行试验运动的模拟试验贮箱的试验运动过程进行观测记录并保存，以便后续对空间在轨推进剂流体的模拟运动过程进行研究处理。

技术领域

本发明涉及推进剂模拟试验技术领域，具体涉及一种微重力-变力环境中的空间流体管理试验装置。

背景技术

根据航天器飞行过程中所受过载的情况，贮箱中流体的运动可分为失重、微重、低重、常重和超重数种工况，目前低重环境下充液贮箱小幅线性晃动的动力学特性研究比较成熟，其理论模型广泛应用于航天器的工程设计。

但随着航天器的发展，高定位精度航天器贮箱内的液体晃动面临新问题，航天器具有较高的定位精度，在姿态机动稳定过程中，使得航天器贮箱面临微重力环境，贮箱内推进剂的表面张力影响开始显现，可能导致贮箱内推进剂的晃动呈现复杂运动学特性，对航天器的高精度姿态控制产生影响。

尤其是在变加速度的情况下，如何进一步优化推进剂管理，研究推进剂设计间歇沉底的相关影响因素和规律已经成为目前面临的问题。因此，亟需一种在微重力-变加速情况下模拟研究推进剂管理的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微重力-变力环境中的空间流体管理试验装置，以解决现有技术中在微重力变加速情况下研究推进剂管理的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种落塔微-变重力环境的高精度变推力空间流体管理地基模拟试验装置，包括设置在落舱内的变推力电推进机构、模拟试验贮箱、光学观测机构和数据终端，所述模拟试验贮箱在所述落舱内自由下落；

所述变推力电推进机构用于给自由下落的所述模拟试验贮箱通过变加速运动条件，施加沿下落方向的加速度，所述光学观测机构设置在所述模拟试验贮箱的一侧且用于观测记录所述模拟试验贮箱的运动过程，所述数据终端与所述光学观测机构信号连接且用于采集并保存所述光学观测机构观测记录的信息。

作为本发明的一种优选方案，还包括外部控制机构，所述外部控制机构包括供电电源和外部触发单元，所述外部供电电源与所述光学观测机构、所述数据终端、所述变推力电推进机构及所述外部触发单元连接，并为所述光学观测机构、所述数据终端、所述变推力电推进机构及所述外部触发单元进行配电管理；

所述光学观测机构及所述数据终端与所述外部触发单元信号连接，所述外部触发单元被触发则表明所述模拟试验贮箱进入模拟试验状态，且所述外部触发单元经外部触发信号触发后，向所述光学观测机构和所述数据终端发送控制指令，以调控所述光学观测机构观测记录所述模拟试验贮箱的运动过程，并同时调控所述数据终端采集并保存所述光学观测机构观测的信息。

作为本发明的一种优选方案，所述外部触发单元包括计时模块、和PLC控制器，所述计时模块与所述PLC控制器电性连接；

在所述PLC控制器中预先设置有用于表示所述模拟试验贮箱达到微重力试验状态的预设时间，所述计时模块用于统计所述模拟试验贮箱运动时间，且当所述计时模块统计的运动时间达到所述预设时间时，所述计时模块形成所述外部触发信号并向所述PLC控制器发送所述外部触发信号，所述PLC控制器接收所述外部触发信号后形成控制指令，并同时向所述光学观测机构和所述数据终端发送所述控制指令以调控所述光学观测机构和所述数据终端开始工作。