微小型卫星研制技术的成熟也给其带来了新的应用与任务。若使用微型卫星完成一些特殊任务,就需要卫星带有一定的动力装置。而普通推进系统体积和质量都很庞大,无法用于微型卫星的轨道控制以及姿态的调整和保持[2]。因此,微推进器的研究与制造也就显得尤为重要。
1.1.2 微推进器特点及种类
微推进系统的研制主要有两种技术途径:一种是将传统的推进系统按比例缩小进行制造源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/ ,即传统推进器小型化;另一种是用全新的思路和理念,结合当今最新的技术和工艺来设计和制造微型推进系统[3]。由于微推进器的体积小,传统的制造加工工艺很难完美地运用于微推进器的加工与制造。对此,MEMS精密加工技术能很好的满足微推进器的加工制造。基于 MEMS 技术的微型推进系统成本低、体积小、质量轻、集成度高,并且设计制作周期短,尤其适用于体积小、造价低廉的微型飞行器系统[4]。
微型推进器的种类比较多,根据推力产生的工质不同,可以分为燃气喷流推进器和喷射质量块推进器两类,由于喷射质量块推冲器不容易控制,安全性低等原因,对其研究不多;根据工作原理的不同可以分为化学能推进器、冷气体推进器、霍尔推进器、离子推进器、胶体推进器、电弧推进器、MEMS微型推进器等。化学能推冲器又可以分为固体脉冲推冲器和液体推冲器,液体推冲器有着比冲高、技术成熟和便于调节的优点,但是有着结构复杂、质量大、维修和保养非常复杂等缺点[5]。本文选择固体脉冲推进器为设计类型。
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 推进器性能比较
针对多种类型推进器,分别从有效工作周期、制造成本、可靠性、作用时间等方面进行了粗略的比较,结果见表1.1[21]:
表1.1 各种微型推进器性能比较
类型 有效工作周期 制造成本 推进剂成本 效率 可靠性 作用时间 比冲/秒
微激光 长 低 很低 高 很高 很长 1000
微化学 短 低 一般 低 低 短 200
微冷气 — 低 高 低 高 短 100
电热式 — 低 一般 低 一般 一般 50
离子 一般 高 低 高