基于MEMS的固体化学微推进器阵列技术综述

基于微机电系统(MEMS)技术的固体化学微推进器阵列具有结构简单、无活动部件、功耗低、可靠性高等优点,可以用于微卫星的姿态调整、重力或阻力补偿及轨道变换等任务。国内外相继开展了固体化学微推进器阵列技术的研究。从结构设计、推进剂选择、键合工艺、点火电路等方面综述了各研究团队采取的技术途径和取得的进展,分析了各种技术途径的优缺点。提出了通过调整喷管结构和优化推进剂,提高微推进器的单元冲量,采用具有寻址点火特征的交叉式引线结构点火阵列,解决点火控制电路结构复杂的难题,并指出了固体化学微推进器阵列技术的发展方向。

静电喷射纳米铝热剂的微推进性能

纳米铝热剂可用作基于微机电系统(MEMS)的固体化学微推进器的装药。添加含能粘结剂可以增强纳米铝热剂的推进性能表现。选择硝化棉(NC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)作为含能粘结剂,利用静电喷射的方式制备纳米铝热剂,从理论和实验系统地研究了燃料/氧化剂的平衡配比、粘结剂含量对推进性能的影响,并与相同条件下机械混合纳米铝热剂的推进性能比较。结果表明:静电喷射较机械混合纳米铝热剂的固体颗粒分布均匀;Al/CuO的计算最佳平衡配比为0.9,最佳实验平衡配比为1.8;当NC含量为2.5%时,比冲可以达到250.2 m·s^(-1),与无粘结剂的Al/CuO相比增加比例为8.0%;PVDF的加入降低了实验比冲值。粘结剂的分解产物将纳米颗粒分开,增加了凝聚相反应的特征传质长度,导致燃烧持续时间从2.9 ms显著地增加到87.8 ms。

现代小卫星的微推进系统

现代小卫星,发展迅速,不仅要姿态控制,还要轨道控制,甚至要有轨道机动能力。为此,必须开发研究与其相应的微推进系统。文章首先研究现有推进系统的技术性能;提出对微推进系统的要求;给出适应小卫星的微推进系统,有四个种类,近20个微推进器;最后提出选择微推进器的原则和建议。