一种微型推冲器的设计(3)

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尽管各类微型推进器各有优点，但都同时存在一些缺点：1.由于喷管尺寸很小，基本都处于微米量级，燃气流动就需要考虑微流体流动特性，且边界层的影响将起决定性支配作用，这都增加了推力性质的不确定性。2.电推进器技术要求高，对能量有着很高精度的要求，需要许多关键组件，制造成本高。等等缺点说明，没有一种微型推进器能适合所有工作环境。我们需要根据具体技术、环境等要求进行筛选，进行多方面的比较来设计出比较适合的微型推进器。

1．3 本文研究内容

本文主要任务目标为设计一微型推进器，其推力工作时间小于等于2ms，输出冲量为0.2～0.6N·s。为实现此目标，本文主要进行了以下工作：

1) 微型推进器总体方案设计：通过查阅相关文献资料，根据理论计算，对推进

器的直径、长度、材料等进行初步选定。此外，还对燃烧室、喷管、点火装置以及密封膜片进行设计，确定其尺寸。同时还需考虑整体尺寸、质量要尽可能小，结构尽可能简单可靠。

2) 推进器装药设计：根据任务指标所给参数，选择推进剂的类型、质量文献综述、结构。

并根据工作时间来判断所选推进剂是否满足要求。初步所选GHT-1推进剂由于燃速不够，又查阅相关文献，选择了燃速很高产气量大的KP/RDX装药。此推进剂配方为82%的苦酸钾，10%的黑索今和8%的硝化棉。

3) 对微型推进器的内弹道计算：经过理论上选择设计好推进器后，需要对其进

行内弹道计算，以确定燃烧和流动特性是否满足设计要求。计算出最大压强以验证壳体强度是否满足要求。本文由于密封膜片的存在，与一般火箭弹燃烧规律不同。因此，通过原始定义自行推导了压强微分方程，并用龙格库塔法为解方程手段，使用Excel自带宏模块进行 Visual Basic编程。

2 微型推进器总体方案设计

2．1 设计目标（要求）

随着太空飞行器的发展，研制一种对太空飞行器进行姿态调整的动力装置显得非常重要，微型推进器推力小，反应速度快，是一种非常理想的姿态调控装置。本课题就是进行一种微型推进器的设计，通过微型推进器总体方案设计、装药设计、推进器结构零部件设计，掌握微型推冲器设计的基本方法和步骤，为毕业进入工作岗位打下良好的基础。