本技术公开了一种微波爆震双模式空间推力器,包括推进剂供给系统、从内至外依次同轴布设的大推力推进模块和微推力推进模块;大推力推进模块包括喷注器、等离子体点火助燃器、爆震室、尾喷管等。微推力推进模块包括微波供给系统、磁极、集气腔、放电室和栅极;微波供给系统包括微波接头和天线;天线为圆筒状天线,且与磁极之间形成回旋腔;位于回旋腔内电工质分子中的外层电子在回旋腔内做回旋运动,当回旋角频率与微波频率相等时发生共振。本发明将微波放电技术、等离子体助燃技术以及脉冲爆震燃烧技术相融合,通过电路调控实现工作模式的高效、便捷切换,使推力器能够兼顾大推力、高比冲、长寿命等严苛需求,能够应用于多样化的空间任务。
背景技术
随着我国航天事业的飞速发展,多样化的空间任务对推进系统提出更高更复杂的要求。当前空间推力器主要分为化学大推力推进和电离高比冲推进两类,难以兼顾大推力、高比冲等多样化空间任务需求。微波离子电推进技术是以微波能量击穿气体产生等离子体、静电场再加速离子产生推力,具有推力范围宽、可控性强、比冲高、可以多种气体作为工质的特点,在使用寿命和推力精确控制方面有着显著优势,但受限于其推力较小,目前主要应用于航天器的轨道、姿态保持以及深空探测等任务,不满足航天器快速机动的要求。相比而言,脉冲爆震化学推进技术是一种由脉冲式爆震波产生的高温高压气体、提供推力的新型推进方式,其突出特点是结构简单、成本低廉,且推重比高、热循环效率高,对于质量大、需要快速机动的航天器而言,脉冲爆震发动机是理想选择,但受推进剂化学能和壁面温度限制,脉冲爆震发动机比冲较低,且无法实现连续变推力的要求。等离子体点火助燃是利用等离子体的高温效应、化学效应和气动效应,提高点火能力和燃烧效率的新型点火助燃技术,能够增强点火,提高火焰传播速度和稳定能力,拓宽熄火极限,进而在更高气压、更低火焰温度、更贫油条件下实现高效燃烧。
本发明将微波放电技术、等离子体助燃技术以及脉冲爆震燃烧技术相融合,通过电路调控实现工作模式的高效、便捷切换,使推力器能够兼顾大推力、高比冲、长寿命等严苛需求,能够应用于多样化的空间任务。
实现思路