多电极电控固体微推进器制造技术

技术编号:41282610 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-11 09:32
本技术属于微小卫星推进器技术领域,具体涉及一种多电极电控固体微推进器。包括外壳、喷口、四个内部电极棒、绝缘涂层、底座、电控固体推进剂、供电控制模块;外壳底部与底座连接,外壳与外部供电控制模块的正极连接,四个内部电极棒均为圆柱体,在外壳内对称均匀分布,通过底座上的等径孔来固定位置,将四个电极棒连接后连接至供电控制模块的负极,电极棒与外壳之间装入内部含有导电物质的电控固体推进剂,外壳另一端螺纹连接有喷口,电极棒在除了距离喷口1.5‑2.5mm段的外周涂布绝缘涂层。本技术相较于单电极推进器可以拥有更大的推力调节范围,通过改变供给电能的大小实现推力的调节与精确控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微小卫星推进器,具体涉及一种多电极电控固体微推进器


技术介绍

1、空间飞行器和导弹的快速发展对其推进系统提出了更高的要求。小型太空飞行器需要实施变轨、对接、编队飞行和飞行姿态调整,导弹需要高机动性、快速突防和准确拦截。因此,推进系统需要具备多次启动和推力调节能力。目前,固体发动机和液体发动机仍占主导地位,但固体发动机维护成本高、无法灵活控制推力大小和无法重复开机,液体推进器管路过于复杂,要求安全性高且发射准备时间长,同时还面临燃料纯度和配比要求高、不易保存等问题。

2、传统的电推进技术依靠电能驱动加速工质产生推力,具有较大的比冲、较高的推力调节精度,但是存在功耗高、推力小等缺点。而电控推进是指利用电能控制固体推进剂的燃烧来产生推力,具有结构简单、功耗低、推力大等优点,并且具备重复开机、可靠性高和维护成本低等特点。电控推进通常采用固体推进剂作为燃料,通过改变外加电压的大小来实现推进剂燃速的无级调节和燃熄的控制。与传统的电推进技术相比,电控推进可以提供更高的推力调节能力和精度,可以根据需要快速调整推力大小和方向。

3、同轴式电控固体微推进器采用单一极棒和外壳构成负极和正极,推力调节范围小,并且燃烧室直径不能太大,否则会导致电流密度分布不均、推进剂燃烧效率下降或多次点火困难。由于结构的限制,多电极比单电极同轴式有更高的推进效率和能量利用率。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种多电极电控固体微推进器。本技术设计的推进器,外壳作为正电极,其直径相对传统的微推进器较大,而内部则是对称均匀分布设置了四个电极作为负极,有效地增大了电流密度,可以有更大的层面燃烧面,使用更大面积的药柱也不会出现药柱内陷而不完全燃烧的现象,产生气体更多,从而可以有效地提高推力的上限,推动范围也相应地增大,在极大增强了推力性能的同时,简化了装药过程以及装配工艺。

2、实现本技术目的的技术解决方案为:一种多电极电控固体微推进器,包括外壳、喷口、四个内部电极棒、绝缘涂层、底座、电控固体推进剂、供电控制模块;

3、外壳底部与底座连接,外壳与外部供电控制模块的正极连接,四个内部电极棒均为圆柱体,在外壳内对称均匀分布,通过底座上的等径孔来固定位置,将四个电极棒连接后连接至供电控制模块的负极,电极棒与外壳之间装入内部含有导电物质的电控固体推进剂,外壳另一端螺纹连接有喷口,电极棒在除了距离喷口1.5-2.5mm段的外周涂布绝缘涂层。

4、进一步的,外壳底部与底座采用阶梯式的压接。

5、进一步的,使用导线或pcb电路板将四个电极棒连接。

6、进一步的,绝缘涂层(5)为厚度为0.05mm-0.1mm的虫胶,采用针管式涂布。

7、进一步的,喷口采用耐火聚四氟乙烯材料,喷口采用先收敛后发散结构。

8、进一步的,底座采用聚四氟乙烯材料。

9、上述的电控固体微推进器的装配方法,包括如下步骤:

10、步骤(1):在四个电极棒外周涂覆绝缘涂层;

11、步骤(2):在装药时,外壳底部与底座连接,同时外壳与外部供电控制模块的正极相连接,外壳一端装配封口,防止装药过多;

12、步骤(3):电极与外壳之间装入电控固体推进剂,在电控固体推进剂装入之后,趁热将电极棒从底座插入,贯穿整个外壳装置,插入至外壳与喷口连接的一端平齐或者露出1-3mm,使用导线或pcb电路板将四个电极棒连接至供电控制模块的负极;

13、步骤(4):采用喷口代替封口。

14、本技术与现有技术相比,其显著优点在于:

15、(1)本技术中的四个内部电极极大地增大了电流密度,也增大了层面燃烧的面积,推力远远大于单电极推进器,推力的可调节范围增大,通过标定可以明确每一根药柱在不同条件下的推力大小,从而更加容易对推力的大小进行调节,同时电流密度增大,也减弱了药的不完全燃烧导致的药柱塌陷。

16、(2)本技术相较于阵列式微推进器,该推进器结构简单,装配方便,推力更加集中,有效体积更大。

17、(3)本技术中的部件通过螺纹口连接,连接更牢固,可以承受较高的压力冲击,还可以有更好的密封效果,使得燃烧室的燃烧效果更佳,同时有利于快速安装和拆卸。

18、(4)本技术所使用电控固体推进剂含有导电物质,具有较好的导电性,正负电极和电控固体推进剂直接形成闭合回路,内部无接线问题,其中电路相关的内容全部集中在控制电路板中,因此整个推进器简单高效。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多电极电控固体微推进器,其特征在于,包括外壳(1)、喷口(3)、四个内部电极棒(4)、绝缘涂层(5)、底座(6)、电控固体推进剂(7)、供电控制模块(8);

2.根据权利要求1所述的电控固体微推进器,其特征在于,外壳(1)底部与底座(6)采用阶梯式的压接。

3.根据权利要求2所述的电控固体微推进器,其特征在于,使用导线或PCB电路板将四个电极棒(4)连接。

4.根据权利要求3所述的电控固体微推进器,其特征在于,绝缘涂层(5)为厚度为0.05mm-0.1mm的虫胶,采用针管式涂布。

5.根据权利要求4所述的电控固体微推进器,其特征在于,喷口(3)采用耐火聚四氟乙烯材料,喷口(3)采用先收敛后发散结构;底座(6)采用聚四氟乙烯材料。

【技术特征摘要】

1.一种多电极电控固体微推进器,其特征在于,包括外壳(1)、喷口(3)、四个内部电极棒(4)、绝缘涂层(5)、底座(6)、电控固体推进剂(7)、供电控制模块(8);

2.根据权利要求1所述的电控固体微推进器,其特征在于,外壳(1)底部与底座(6)采用阶梯式的压接。

3.根据权利要求2所述的电控固体微推进器,其特征在于,使...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘子晗张伟薛博文刘瑷嘉谢海明张千翼李峰王志文
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:新型
国别省市:

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