载人登月航天器推进系统方案选择分析

摘要

载人登月航天器完成近月制动和着陆下降等空间任务,需要装载大量推进剂,推进系统方案选择是航天器总体方案设计优化的重要组成部分.建立了推进系统关键组件设计仿真模型,仿真分析了推进系统质量和干重系数随推进剂装载量的变化规律,并对比了20 t级载人登月航天器挤压和泵压推进系统方案.结果表明:推进系统方案质量与推进剂装载量有关,推进剂装载量越大,泵压推进系统轻量化优势越大,主要由泵压系统贮箱质量较轻导致;球形封头贮箱轻量化可采用增加贮箱封头直径的技术途径,椭球形封头贮箱轻量化可采用增加贮箱圆柱段长度的技术途径;对20 t级载人登月航天器算例进行仿真分析表明,从实现系统轻量化角度出发,宜选用泵压推进系统方案.