航天器贮箱液体推进剂剩余量光学测量改进方法

摘要

针对微重力环境下液体推进剂剩余量光学测量方法中的线性模型过于简单、实验精度可重复性差的问题,基于剩余量光学测量方法(OMGS)的测量原理,建立了光学测量方法的光吸收三维模型,探讨了液体推进剂剩余量与等效光程长的非线性关系.通过将光吸收模型应用到推进剂球壳模型中,得到在不同剩余量条件下对应光电探测器的输出.并基于蒙特卡洛法对不同形状推进剂模型中的光吸收过程进行仿真模拟.结果表明:球壳模型计算结果与仿真结果变化趋势一致,不同形状模型计算结果变化趋势一致,光线在推进剂中的光线吸收及等效光程长与液体推进剂剩余量成一定的非线性关系.该改进方法减少了模型上带来的系统误差,使该方法精度能在现有传感器基础上得到提高,为将来光学测量方法在在轨航天器推进剂剩余量测量的应用奠定一定的理论基础.