本项技术革新涉及一种新型的微波化学推力器,该推力器具备推力调节功能。其结构包含微波源、能量耦合器、连接机构、拉瓦尔喷管、挡药环、燃烧室、微波敏感推进剂、绝热层、橡胶密封圈和燃气过渡圆弧块。该技术通过物理场微波与固体化学推进剂耦合,实现非自持燃烧,并通过调节微波辐射能量,控制固体推进剂的点火、熄火及燃速,从而实现推力的实时调节。该推力器能够提供mN至N量级的推力,满足空间飞行器在姿态控制和轨道变化时的动力需求。
背景技术
随着航天领域的蓬勃发展,空间飞行器技术得到不断改进与完善,对为其提供动力的推进系统提出了更高的要求。例如,微纳卫星之类的小型太空飞行器需要经常实施变轨、编队飞行以及姿态调整等操作,要求推进系统具备重复启动工作以及推力可调节的功能。目前空间飞行器常用的推力器为冷气推力器和电推力器,其中冷气推力器使用惰性气体作为推进剂,贮存在高压储气罐中的高压气体经过放气阀和稳压组件进行减压和稳压,气体通过电磁阀开关产生所需的推力,能够实现推力器的多次重复工作,但是冷气推力器比冲较低,推进系统需要配备质量较大的高压储气装置,并且气体储存在高压储气罐内,分子扩散较高,难以避免气体出现泄漏问题。电推力器通过加热或者直接加速工质形成高速射流而产生推力,电能供给系统能够控制推力器重复工作,但是电推力器电离产生的带电粒子会对推力器壁面会产生消极作用,同时其推力较小并且推重比低,相对于传统化学推进完成同样的变轨操作需要更多的时间。
固体化学推力器存在推力大和推-进系统结构简单等优势,但是受传统固体推进剂自持燃烧性质的影响,当前使用的固体化学推力器在点火后存在推进剂熄火困难的缺点,并且其难以主动控制推进剂的燃烧过程,因此固体化学推力器的推力难以主动、随机控制,这严重限制了固体化学推力器在空间飞行器机动变轨等方面的应用。
实现思路