В задачах глубокого космического зондирования на борту космических аппаратов жидкость в резервуарах с низкотемпературным топливом часто испытывает сложные условия переменной перегрузки, при которых газожидкостная граница резко изменяется, вызывая интенсивный теплообмен с фазовыми переходами и изменение термодинамического состояния. В данной работе на основе экспериментов падения была создана экспериментальная система для изучения перестановки жидкого кислорода, наблюдались и регистрировались динамические изменения формы газожидкостного интерфейса, температуры и давления газа в условиях микрогравитации. Результаты показывают, что на этапе перехода от нормальной к микрогравитации линия тройного контакта жидкого кислорода поднимается по стенкам бака и при первом откате образует остаточный слой жидкости на стенке. Поскольку подъем линии контакта увеличивает площадь газожидкостного интерфейса, продолжается испарение жидкого кислорода рядом с интерфейсом, а также в сочетании с влиянием остаточного слоя жидкости это приводит к возрастанию скорости повышения давления. Изменения температуры на расстоянии 15,2 мм от интерфейса зависят не только от теплопередачи через твердую стенку, но и от потока холодного газа, вызванного колебаниями интерфейса. В течение всего процесса перестановки продолжительностью 2,5 секунды увеличение температуры на данной точке было ниже, чем на двух других датчиках температуры. Данное исследование предоставляет важные экспериментальные данные для проектирования систем управления низкотемпературным топливом на орбите и валидации моделей симуляции перестановки.

жидкий кислород;эксперименты падения;микрогравитация;интерфейс