[發明專利]一種孔式多腔膠質推力器

無效

• 申請號: 200910082604.4
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN101539122A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 湯海濱;秦超晉;王海興;張莘艾
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F03G5/00
• 分類號: F03G5/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及一種孔式多腔膠質推力器，屬于空間微小推力發動機技術領域。

背景技術

近年來，衛星的發展本著低成本、高可靠性、高精簡、長壽命的原則，采用功能較為單一的微小衛星星座取代大型衛星執行綜合空間任務。微小衛星的應用對推進系統提出新的要求：不僅是微沖量、微推力的苛刻要求，還包括對重量、體積、功率等參數的限制。采用微推進系統可以精確地改變衛星的位置和消除外部微小干擾，實現衛星星座定位等要求。膠質微推力器和FEEP是目前眾多微推進系統中最具系統優勢和代表性的應用方案。

國外相關科研機構及公司從上世紀90年代就重新展開了膠質微推力器的研究。雖然膠質推力器的設計都是基于電噴霧過程的物理現象，但推力器的結構參數如發射極的形式、發射極之間的距離、發射極與抽取極的距離、發射極的尺寸及推進器不同器件使用的材料對推進器性能的影響均未考慮在推進器的設計過程中或未做出詳細報道。

就國內的相關技術而言，質譜儀、燃燒、材料合成等工業生產和科學應用均基于電噴霧過程，此方面的研究報道很多，但將電噴霧過程應用于微推進的研究單位較少，針對膠質推力器的詳細設計尚未公開報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種孔式多腔膠質推力器，根據電噴霧工作原理，使用碘化鈉甲酰胺等溶劑作為推進劑。本發明通過在浸潤性較差的絕緣材料上鉆出陣列通孔作為推進劑流出的通道，使用不銹鋼薄片做為抽取極和加速極，絕緣材料采用PEEK或聚四氟乙烯。本發明中推進劑流出的通道可以根據需要改變通孔孔徑大小或改變通孔的數目，通孔出口到抽取極的距離、抽取極到加速極的距離均可自由調整。本發明中通過使用多向閥，可以控制儲箱不同凹腔的狀態。本發明對膠質微推進的研究及其他電噴霧應用有一定的參考意義。

本發明提供的孔式多腔膠質推力器，包括多向閥、不銹鋼毛細管路、儲箱、絕緣基座、絕緣墊片、絕緣螺柱、加速極、抽取極、沉頭螺釘、PEEK管路。

所述的多向閥上連接不銹鋼毛細管路和PEEK管路，其中PEEk管路有一根，用于實現推進劑的單路供給，不銹鋼毛細管路有多路，分別連接在多向閥與儲箱之間。

所述的不銹鋼毛細管路焊接固定在所述儲箱底面的凹腔入口上，實現將不銹鋼毛細管路與儲箱內部凹腔的連通。

所述的儲箱與絕緣基座之間使用沉頭螺釘進行連接，并在儲箱的下方用螺母將沉頭螺釘鎖緊。采用沉頭螺釘避免了在其附近產生強電場。儲箱采用不銹鋼材料，其凹腔用于存儲推進劑，通過凹腔周圍的密封圈和絕緣基座將推進劑密封于凹腔內。

所述的PEEK管路用于輸送推進劑，并保證與多向閥和不銹鋼毛細管路的絕緣。

所述的絕緣基座上螺紋連接固定有絕緣螺柱，在絕緣螺柱上順序穿入抽取極、絕緣墊片、加速極，然后使用螺母將以上部件緊固。抽取極和加速極通過絕緣墊片絕緣，并通過絕緣墊片的數目來調節抽取極和加速極的間距。絕緣基座上對應儲箱上的每個凹腔均安裝有獨立的抽取極和加速極，通過在不同抽取極和加速極之間施加電壓，使推力器產生不同的推力。

所述的絕緣基座上的等間距陣列通孔作為推進劑流出的通道，需要滿足推進劑經過通孔時的壓降大于儲箱內推進劑壓強的變化，并且要大于推進劑在通孔內毛細作用造成的壓降。絕緣基座采用PEEK(聚醚醚酮樹脂)，其與多種推進劑的浸潤性較差，防止儲箱內有推進劑且推力器不工作時推進劑從其陣列通孔中流出。

絕緣基座上陣列通孔的分布可自由調整，通孔的大小及絕緣基座的厚度依據推進劑浸潤性確定。

本發明的優點在于：

1、通過替換不同形式陣列通孔的絕緣基座和對應的抽取極、加速極，可以方便組成不同形式的推力器，實現推力器性能的不同調節方式。

2、通過調節絕緣基座、抽取極、加速極之間的相互距離，亦可以實現不同形式的推力器，滿足不同的性能需求。

3、通過調節多向閥，可以控制儲箱內不同凹腔的工作狀態。

4、孔式多腔膠質推力器的發射極為絕緣基座上的通孔，比采用毛細管作為發射極的膠質推力器更容易加工，成本要低很多，儲箱內多個凹腔的設計，滿足推力器不同工作狀態的需要。

附圖說明

圖1為孔式多腔膠質推力器結構示意圖；

圖2為儲箱結構示意圖。

圖中：

1.多向閥????????????2.不銹鋼毛細管路????????3.儲箱

4.絕緣基座??????????5.絕緣墊片??????????????6.絕緣螺柱

7.加速極????????????8.抽取極????????????????9.沉頭螺釘