[發明專利]一種微流量綠色高能單組元推力器結構

有效

• 申請號: 201910452238.0
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110500200B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 劉旭輝;付拓取;張偉;高晨光;官長斌;劉瀛龍;王夢;李永平;沈巖;陳君;王平;楊蕊;趙春陽;蘇高世;吳耀武;周磊;劉全成;甄利鵬;庚喜慧;趙立偉;周旭冉
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F02K9/42
• 分類號: F02K9/42;B64G1/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發明涉及一種微流量綠色高能單組元推力器結構，推進劑在催化床中催化劑作用下，實現催化分解，在燃燒室中進一步燃燒后經噴管噴出產生推力；熱控組件安裝在推力室催化床上，對催化床進行溫度控制和監測。本發明提出了一種微流量綠色高能單組元推力器結構，通過導熱片、毛細管導熱絲等調控毛細管溫度，抑制微流量下推進劑在毛細管中產生兩相流，實現微流量綠色高能單組元推力器穩定工作。抑制微流量下推進劑在毛細管中產生兩相流，從而實現微流量綠色高能單組元推力器穩定工作。微流量綠色高能單組元推力器具有高比沖、綠色無毒、質量輕、可預包裝等特點，為微納衛星軌道機動、快速響應等提供所需的力或力矩，極大的拓展了微納衛星的應用空間。

技術領域

本發明涉及一種微流量綠色高能單組元推力器結構，屬于推進技術領域。

背景技術

隨著綠色高能單組元推進技術的發展，如ADN推進技術，推力器性能得到極大提升，但同時由于推力室溫度的提高，使得推力器所處的熱環境更為惡劣，對推力器的設計帶來極大挑戰，與此同時，對于小推力單組元推力器，推力器工作流量小，使得推力器對推力室溫度的升高更為敏感，會導致推力器噴注器毛細管中推進劑產生兩相流，形成氣堵，造成推力不穩定，無法滿足使用要求。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術的不足，提供了一種微流量綠色高能單組元推力器結構，通過陶瓷和金屬復合結構前室，減少推力室熱量向毛細管的傳導，通過導熱片、毛細管導熱絲等增加推力室、毛細管與外界的導熱通道，降低推力器工作過程中毛細管的溫度，抑制微流量下推進劑在毛細管中產生兩相流，從而實現微流量綠色高能單組元推力器工作推力穩定。

本發明解決的技術方案為：一種微流量綠色高能單組元推力器結構，包括：微型電磁閥(1)、噴注器(2)、推力室(3)和熱控組件(4)；微型電磁閥(1)的出口與噴注器(2)入口連接，微型電磁閥(1)用于對推進劑的流通進行通斷控制；噴注器(2)出口與推力室(3)入口連接，噴注器(2)實現推進劑的輸送和阻隔推力室(3)的熱量向微型電磁閥(1)方向的傳導并能夠將推力室(3)的熱量傳導至外部；推力室(3)由催化床(31)、燃燒室(32)和噴管(33)組成，推進劑在催化床(31)中的催化劑作用下，實現催化分解，在燃燒室(32)中進一步燃燒后經噴管(33)噴出產生推力；熱控組件(4)安裝在推力室(3)催化床(31)外壁上，對催化床(31)進行溫度控制和監測。

微型電磁閥(1)，包括一個入口、通斷控制開關和一個出口，入口通入的推進劑經過通斷控制開關控制流通和阻斷后，從出口流出。

噴注器(2)由法蘭框架(21)、毛細管(22)、導熱片(23)、前室(24)和毛細管導熱絲(25)組成，微型電磁閥(1)安裝在法蘭框架(21)上，前室(24)用于連接推力室(3)，毛細管(22)兩端分別焊接在法蘭框架(21)和前室(24)上，前室(24)焊接在法蘭框架(21)上，導熱片(23)一端安裝在前室(24)上，導熱片(23)另一端連接外部(具體是指外部的衛星支撐板)，毛細管導熱絲(25)一端安裝在毛細管(22)上靠近前室(24)一側，毛細管導熱絲(25)另一端連接外部(具體是指外部的衛星支撐板)。

推力器工作時，推力室(3)產生高溫，高溫向噴注器(2)方向傳導，通過導熱片(23)以及毛細管導熱絲(25)，將熱量導出推力器外，降低熱量向毛細管(22)的傳導和在毛細管(22)上的堆積；毛細管(22)的一端連接微型電磁閥(1)的出口，毛細管(22)的另一端連接推力室(3)入口，推進劑從毛細管(22)的一端進入，流經毛細管(22)后，從毛細管(22)的另一端噴入推力室(3)，通過導熱片(23)、毛細管導熱絲(25)等調控毛細管(22)溫度，抑制微流量下推進劑在毛細管(22)中產生兩相流。