東方紅五號衛星公用平臺首飛成功,我國自主研制新產品在軌表現出色，其中，中國航天科技集團五院502所的衛星燃料高效利用技術更是實現了從跟跑到領跑的跨越。據悉，新一代板式貯箱實現了對燃料的“全管理”；燃料擠出效率達到99.85%，世界領先；國際首次實現了衛星燃料流量的在軌直接測量；燃料平衡排放控制精度優于0.5%。這些都是實現衛星燃料高效利用的關鍵。
502所的衛星燃料高效利用技術包括新一代板式表面張力貯箱、高精度空間超聲波流量計、燃料高精度平衡排放技術等 “黑科技”。作為通用技術，其對于提升我國航天器性能，加快航天強國建設具有重大支撐意義。
由于太空是微重力環境，衛星貯箱內的燃料和用來壓出燃料的增壓氣體處于混合懸浮狀態，要實現對強腐蝕燃料在貯箱內的準確定位、有效分離和精確測量非常困難。以往由于國內大容量貯箱全管理技術尚未突破，貯箱只能采用上下分艙設計，在微重力環境下僅能夠對貯箱下半艙的燃料進行管理，“不受控”的燃料始終待在貯箱上半艙里成為“呆重”而無法利用，燃料剩余量只能采用間接方法評估，不能直接測量，造成衛星壽命終止時間預測誤差較大。
502所科研人員歷經十余年的關鍵技術攻關，以“實現對每一滴燃料的高效利用”為目標，創新開發一系列新技術。創新設計的板式表面張力貯箱實現了懸浮狀態的氣液有效分離和傳輸，實現了燃料管控能力由半管理到全管理的重大跨越，即衛星所攜帶的燃料將可以實現近乎100%的利用。
▲微重力條件下燃料管控試驗
為了實時掌握燃料使用情況，針對燃料具有強腐蝕性而難以精準測量流量的問題，502所還研制了衛星版“水表”。該“水表”利用超聲波穿透管壁對燃料使用量進行非接觸測量，利用超聲波發射和接收的時間差來測量燃料的流速，這個時間差的時間分辨率據悉達到了億萬分之一秒,相當于光傳播0.3米距離的時間。以此為依托502所發展了平衡排放技術，實時精確調整對應的兩個貯箱燃料的排出量，平衡排放控制精度優于0.5%，在國際上也處于領先水平，這對于保證衛星安全和延長衛星壽命具有重要意義。
▲高精度空間超聲波流量計
