长征三号运载火箭三子级推进剂箱体是具有共底的低温贮箱,共底将贮箱分成液氧箱和液氢箱两个独立部分。共底在结构上既要承受液氢、液氧箱同时工作的载荷,又要承受可能出现的各自独立工作的载荷。此外,共底还需提供有效的绝热,使两箱之间的热传导最小。由于氢、氧在一定条件下有爆燃危险,因此共底又是两个箱体的安全屏障。
共底的绝热功能主要是通过维持共底腔的真空来实现的。在真空条件下,空气的热传导数值可以忽略。在常温条件下,共底的真空度可达到133Pa。低温燃料加注时,在液氢温度下,共底的真空度可达到1×10
-2 Pa。但如果共底出现泄漏,可能造成危险气体在共底腔内混合而引起爆燃。为了确保火箭的安全,在低温燃料加注过程中对共底的压力和氢浓度应进行实时监测。
系统抽空泵和共底之间距离约为18 m,抽气管道长度不小于20 m,从大气压条件下开始,抽气时间累计12 h后,共底压力小于266 Pa;
b) 共底压力测量范围1×10-1Pa~1×103Pa,测量误差小于15%;
c) 高真空系统真空室的极限压力为1×10-5Pa,工作压力可自动控制,维持在1×10-3 Pa,压力稳定度为10%;
d) 质谱计测量的质量范围为1.66×10-27kg~8.3×10-26kg,分辨本领按10%谷计算为单位分辨,对氢检测的浓度灵敏度小于1×10-4,测量误差小于10%。
危险气体监测系统采用质谱技术对火箭危险气体进行监测,经多次发射试验验证,该系统设计基本满足使用要求。由于配有大气取样装置,系统还可用于大气环境下危险气体监测。为了扩大应用范围,系统可在提高检测灵敏度、减小重量和体积、防止或减小污染等方面进一步完善。
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