【摘 要】
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设计了适用于微纳卫星的固体冷气微推力器,主要由储气室、压力传感器、电磁阀、喷口、冷气生成器组成。通过理论分析选择以NaN3为产气剂,Fe203为氧化剂的冷气发生剂,并对其进
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设计了适用于微纳卫星的固体冷气微推力器,主要由储气室、压力传感器、电磁阀、喷口、冷气生成器组成。通过理论分析选择以NaN3为产气剂,Fe203为氧化剂的冷气发生剂,并对其进行产气性能表征,得出随着冷气发生剂氧差的减小,产气量和产气温度越来越高,当氧差为-5时,反应速率和反应后气室内的峰值温度最高。纯NaN3冷气发生剂添加0.05gAl/CuO铝热剂时,分解率高、产气温度低,基本满足固体冷气微推力要求。通过在NaN3内添加LiF、Na2SiO3后,优化了冷气发生剂产气性能,在配方为NaN3/LiF/Na2SiO3=80%/10%/10%时,生成的氮气所含固体杂质少,而且该配方的火药力和余容较低。选择电热丝作为优化后的点火装置,在电热丝直径为0.2mm、供电功率为2W的情况下,功耗少、升温速率快、满足冷气发生剂的点火要求。改进后的冷气生成器在装药量为0.3g时点火后气室内峰值压力和产气温度低,基本满足固体冷气微推力器的要求。利用COMSOL Multiphysics软件对电热丝点火装置真空发火可靠性进行仿真模拟,得出当通电时间为2s时,即可达到冷气发生剂的发火点。使用扭摆推力测试平台研究了固体冷气微推力器的推力性能,结果表明储气室内的压力为0.15MPa～0.5MPa时,所产生的冲量与压力呈线性函数关系。
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