近年来，以微型机电系统(MEMS)和微型光机电系统(MOEMS)为代表的微电子技术的发展，尤其是微米、纳米技术的巨大发展，使微型卫星、纳卫星和皮卫星等微小卫星的实现成为可能。微型卫星的功能单一、制造复杂程度低一级尺寸小的特点，让其适合一箭多星的发射，能够节约很大部分的发射成本以及降低发射火箭的危险系数，基于这样的原因，世界各航天大国都在大力发展相应的研制计划。随着研制计划的发展，微小卫星实现民用的目的也越来越现实，在造福国民的同时也加强着本国的空间军事力量。文献综述

在微小型卫星的研究历史中，一开始都热衷于研制使用成本低、周期短的微小卫星，然后将其用于科学实验。例如，英国Surrey大学研制的POSAT—1；瑞典空间物理研究所研制的Munin；南非Stellen-Bosch大学研制的SUNSAT；以及我国的“实践”5号等微小型卫星，都是用于科学实验或空间探测。与美国等发达国家相比，我国在微小型卫星方面的研究进展相对来说比较缓慢。当今社会，微小型卫星技术的不断成熟以及其广泛的应用前景，再者，随着我国的经济基础条件的改善，以及现代战争的发展的大趋势，微小型卫星的研究使用来提高我国军事实力势在必行。与此同时，如何对抗微小型卫星也是我国目前面临的严峻问题[2]。论文网

    基于微型卫星调资和轨道定位的需要，微推进系统的研究工作成为当前航天技术发展的一个热点。微型航天器通常需要灵活机动的反应速度与精确无误的控制能力，这就需要推进系统提供很小的推力和总冲[3]。推进系统是大多数航天器的关键子系统，主要用于航天器的轨道机动、特殊姿态控制等。全球范围内，微推进器的研究尤其是基于MEMS的微推进系统的研究是一个新兴领域，这种助推器的研究满足了微型航天器的某些特殊要求。但是，目前研制的微型卫星（质量小于20kg）中基本都不配备推进系统，有推进系统的也只是具有极其有限的机动能力。由于微型卫星的体积小、质量轻、转动惯量小，所以轨道与姿态控制所需推力较小，要求精度比较高，一般为Nm的量级。为了获得所需要的较小推力，推进系统采用低压强下工作的小尺寸喷管，这种喷管可以满足这种需求，随着推力系统的不断研究发展，目前制造出了大量微喷管组成的微推力系统，但技术还不是特别成熟，例如对其性能的考核就主要靠测量平均推力、脉冲冲量、流量和压强等参数，还不是特别全面。对于微推进系统中的关键部件微喷管，目前对其内部几十微米的高速流动还无法通过实验手段进行测试。通常情况下，气体在喷管内的流动过程中流动状态会产生剧烈的变化，同时会伴随着流动和换热耦合的问题，因此对喷管内流动和换热的分析一直是研究的热点和难点[4]。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

1.2  喷管热结构分析现状

1.3  本文的主要工作

     本文主要同过有限体积法及相关热力学知识，运用Fluent软件，对姿控喷管内不同工况下的流场进行建模和计算，研究姿控喷管内流场特性，进行热分析。本文的主要工作包括：

   1. 通过Gambit建立航天器姿控推进喷管部件的结构模型。

2.建立真空出口环境的喷管内流场的数学仿真模型，包括前期划分网格、确定材料参数、设置边界条件和初始条件等。

3.数值模拟不同工况下喷管内流场的压力、速度以及温度特性，分析喷管内部的传热过程，分析喷管部件的热特性，为姿控喷管的设计及性能优化提供参考。