[發明專利]一種基于微尺度燃燒的自供能點火推進器

在審

• 申請號: 201710895494.8
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107740734A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 王宇;潘劍鋒;唐愛坤;邵霞;盧青波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02K9/42
• 分類號: F02K9/42;F02K9/95
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微型推進器技術領域和微尺度燃燒領域，特別涉及一種基于微尺度燃燒的自供能點火推進器。

背景技術

近年來，微型衛星的應用越來越受到各國航天界的重視與關注。微型衛星具有體積小、重量輕、技術含量高、研制周期短等優點。其在對地觀測。立體成像、精確定位、大氣監測等方面有著廣泛的應用。但是微型衛星由于質量很小，并且能夠提供的電源電壓都不高，因此必須研究適合于微型衛星軌道保持、軌道機動與姿態控制用的高集成度、低功耗、小推力、微沖量的微型推進系統。其中以化學能為動力的微型推進器有著比沖高，能量密度大，成本低等優點。

然而，目前的小型化學能推進器燃燒室內化學能釋放不穩定，造成推進器輸出推力會有波動。當微型推進器陣列布置時，各個單元的工作狀態又不盡相同，往往會產生沖量誤差，開環狀態下，這種誤差往往很難補償。而且由于推進器尺寸小，推力的檢測限于空間的原因，測量難度大，難以實現以推力為對象的閉環調節。因此急需一種穩定推力的調節方式。

其次，基于化學燃燒的微型推進器由于面體比大，存在著隔熱、溫降等問題，燃燒產生的高溫輻射無法有效利用，造成能量的浪費。這種情況在外太空的真空低溫狀態下愈加明顯。同時現階段微型推進器點火需要消耗衛星系統的能量，而微型衛星本身的能量有限，微型推進器點火的能量損耗也不容忽視。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種基于微尺度燃燒的自供能點火推進器，可以將TPV熱光電轉換裝置與微型推進器進行結合，通過光電轉換回收一部分燃燒耗散能量，將這部分電能用于燃燒室的點火。同時，光電轉換產生的電流強度反應出燃燒強度，通過監測電流來實時調節燃燒室進氣流量，進而達到穩定燃燒強度的效果。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種基于微尺度燃燒的自供能點火推進器，包括燃燒室、絕緣過濾器、光電池和點火裝置；所述推進器內部空間分為燃燒室和拉法爾噴嘴，所述拉法爾噴嘴位于燃燒室尾部；所述點火裝置安裝在燃燒室前部，所述點火裝置包括并聯的若干點火電阻，所述點火電阻呈波浪型，且沿點火電阻中心向兩端振幅遞減；所述燃燒室外部兩側固定絕緣過濾器，所述絕緣過濾器為多層堆疊絕緣過濾器；所述絕緣過濾器上粘接光電池，所述光電池與蓄電池連接。

進一步，所述推進器材料為碳化硅；所述絕緣過濾器由硅和二氧化硅相互交錯疊加組成。

進一步，還包括整流葉柵，所述整流葉柵設在燃燒室和拉法爾噴嘴之間。

進一步，所述光電池材料為耐高溫材料，優先GaSb光電池。

進一步，還包括微冷卻翅片，所述微冷卻翅片粘接在所述光電池上。

進一步，所述點火電阻為薄膜電阻，所述薄膜電阻材料為Cr，所述薄膜電阻厚度為2.5～3μm。

進一步，所述薄膜電阻的寬度為50-80μm。

本發明的有益效果在于：

1.本發明所述的基于微尺度燃燒的自供能點火推進器，將微型推進器與光電池相結合，通過能量循環利用的方式解決基于微尺度燃燒的微型推進器中存在的散熱大，能量利用率低等問題。

2.本發明所述的基于微尺度燃燒的自供能點火推進器，光電池所產生的電流大小直接反映了燃燒室內的燃燒強度，可以利用光電池產生的電流信號，通過反饋電路的調節，實現燃燒內穩定燃燒，以保證微型推進器推力的穩定。

3.本發明所述的基于微尺度燃燒的自供能點火推進器，通過點火電阻呈波浪型，且沿點火電阻中心向兩端振幅遞減，可以以保證點火能量集中。

附圖說明

圖1為本發明所述的基于微尺度燃燒的自供能點火推進器立體圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖3為圖2的B-B剖視圖。

圖4為本發明所述的薄膜電阻結構圖。

圖中：

1-燃燒室；2-絕緣過濾器；3-光電池；4-點火電阻；5-整流葉柵；6-微冷卻翅片。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。