2.2任务结束后的效益评估

背景—通过以上的描述，我们知道开发ACPS是用来预测运用在推进系统中的技术对推进系统的影响，如轻质量的壳体，先进的推进剂，高温高压的助推器。通过对照以前已进行飞行的航天器情况对ACPS模型进行验证，显示对基准推进系统的精确预测。对于技术投入决策的制定，ACPS被用来评估任务的承受质量的能力和能够减少的质量载荷的潜力。结果是任务特定的；因此，如果现在或将来的有潜力的ISPT计划投资项目被采用的话，ACPS将被用来评估已批准进行的任务中的能够节省的花费。这套系统影响范围包括航天器的湿重，推进系统的质量分数，有效载荷质量，动力需求，子系统之间的相互作用，子系统和发射装置之间的一体化，总体操作。

现状—任务完成后的效益分析用来评价超轻推进剂贮箱（ULWT），高温高压的推力燃烧室（HTPTC），混合比例控制，LOX/N2H4，先进的原子推进剂。这些技术基本都在火星号人造地球侦查卫星，MESSENGER，Cassini和火星号上应用。很多技术都为系统的有效载荷增益提供了好处，但先进的原子推进剂除外。对于Cassini来说，任何原子推进剂的性能是不充分的。

总结—对任务完成的总结分析能够显示任何任务的载荷的充裕量。由于低耗能的任务的简单性，先进的原子推进剂为其提供了很大的改进。高温高压的助推器常常用于增加高耗能任务的有效载荷。由于现阶段的轻质量的复合材料压力容器（COPV）的技术的局限，对于燃烧室的压强的建议是最好低于300磅/平方英寸。超轻推进贮箱技术和混合比控制技术为大装载量推进剂的任务提供了很大的利益。结果表明对于任何任务，先进化学推进技术不仅具有显著获利的能力也具有协同获利的能力。

图3—技术对Cassini号有效载荷量的影响

2.3智能的混合比例控制

背景—航天器推进系统主要用挤压式的稳定的可储存推进剂。对于要经过长时间飞行的行星飞船在入外太空和轨道嵌入机动飞行之前，燃料和氧化剂系统是完全孤立的。分离系统具有独立的氦气高压密封系统。由于压力系统的性能，装载比机动飞行所需更多的推进剂是必须的，这是为了防止由名义混合比例配置的推进剂中其中一种组分提前消耗完。推进剂的余量是消极质量，相对于推进系统总的消极质量占了显著的比例[3]。

已经导出了一个系统概念，这个概念用航天计算机通过容器压力传感器的反馈来操作计量阀从而控制氦气流量和容器的压力。智能的混合比例控制系统示意图如图4所示。回顾的几项科技和计量技术都用来实现了精确控制，开发了一套分析减少燃烧后结束时推进剂余量的仿真系统[4]。最初的结论得出流量计和容器测量仪器的精度比所要求的要低百分之一。所以，最主要的建议是开发和论证推进剂流量计和推进剂容腔的测量仪器的精度和可靠性。

图4—混合比例控制原理图

现状—整个2007年，马歇尔航天飞行中心（MSFC）成立了基金去研发和论证一个在实验室环境中的高精度混合比例系统，以此来仿真一个挤压式推进系统和量化硬件组件和控制算法的影响。这项工作是基于智能控制的性能对技术的准确度进行统计分析和实现可重复性。实时控制性能包括流量计、比例控制阀、高压密封系统、控制算法、液体质量测量、还有传感系统。图5展示了混合比例控制装置。实验验证了用水进行闭环混合比例控制的能力。这个实验表征了流量计准确度的灵敏度，各种算法和健康监测/泄漏检测的应用程序的技术能力。

最后的混合比例控制研究是在2008年，这项研究是评估在系统层面上的收益和安装使用前的考虑的一项横向研究[5]。目的是要确定整合了智能混合比例控制系统后对整个系统和其子系统的影响，特别是研究利用平衡流量计（BFM）到双组元推进剂的挤压式航天器飞行推进系统的影响。接下来的任务介绍给了与平衡流量计相关的工作的详细内容。这项研究主要聚焦在可储存的稳定推进剂。这项努力展示了智能混合比例控制，量化系统质量效益，飞行系统安装的评价，为平衡流量计实验提供指导的可行性。