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    目前,除去激光推进技术外,在卫星推进领域,还有以下几种常用的推进方式:离子推力器,霍尔推进器,场发射电推力器,胶体离子推力器和冷气推进器等。(1)离子推力器即首先利用装置将推进剂电离,然后利用上千伏的高压对产生的离子进行加速,离子的速度可由0加速到30000米/秒,如此高的离子速度可以产生3000s以上的比冲。使用如此高比冲的等离子体推力器可有效降低燃料及卫星的总质量。但是该类推力器的最大缺点是功耗高。28872
    (2)霍尔推力器将电子约束在磁场中,并且利用电子电离推进剂(最常用的推进剂是氙),电离后的推进剂被电场加速。霍尔推力器相比离子推力器体积更小,比冲也可达到1000s以上,但是其功耗依然比较大,质量比较重无法满足微推进的需求。论文网
    (3)场发射电推力器作用原理是在一个二文毛细状供给槽的尖端,槽带上有唇缘,宽度为几毫米和几厘米之间的缝隙,前端通过的电极宽度为0.5-1mm,取碱金属例如( NA)的电离子,中和作用通过场效应发射阵列阴极来完成,推力的范围在1μN和5mN之间。通常情况下,6000V以上的初始电压才能对场致发射离子推力器进行离子抽取,可以忽略场致发射离子推力器中的中和损耗。假设在10KV下的抽取加速电压,产生的比冲大致有10000s,所以它效率很高,其单位功率产生的推力还是很小(16μN/W)。FEEP具有如下优点:比冲较高、推力需求小、寿命很长、反复开关性能好、容易控制。缺点:推力/能量比值较低,电压差需求高;使用液态碱金属对航天器表面有不利影响(如有害的化学反应)。
    (4)胶体离子推力器:20世纪60年代所产生,为产生更高的推力密度,并且可在低比冲下相较于离子发动机有更高的效率,美国开始发展这种推进器。其设计原则与场发射电推力器相类似,其工质液体可采用非金属,并且所抽取的工质液体是亚微观结构的小滴,并且不是单个的离子。在最近10年里,相关学者对推进剂进行了更加深入的研究,目前而言,推力器效率已经得到了很大的提升。由于胶体推力器具有合适的推力功率比,在目前的发展的空间微推力器里变得十分具有竞争力。
    (5)固体冷气推进器是一种新型的推力器,其主要特点是将氮气以固体冷气推进剂的形式储存在药室中,需要时通过加热推进剂使其分解产生氮气。固体冷气微推力器以冷气生成器取代传统的高压贮箱,将固体冷气推进剂储存在若干个冷气生成器中,气体压力可通过调节生成器数量、结构和固体冷气推进剂质量进行调控。固体冷气微推力器的主要特点可概括为:体积小、质量轻、结构简单等。最大的缺点就是比冲比较低。
    2  国外激光推进研究现状
    从公开发表的文献来看,在激光微推进概念提出后不久,A.N.Pirri团队[2]进行了第一次真正意义上的激光推进实验。1974年,A.N.Pirri团队使用波长10.6μm、脉宽100μs、峰值功率达到MW级的脉冲CO2激光模拟连续激光,驱动了一个专门设计的喷嘴模型,在真空中测得了10-100dyne/W的冲量耦合系数。
    1996年,美国开展了名为光船技术验证(LTD)的研究项目。该项目的主要目标是设计一种利用激光推进的低成本空间运输系统。1999年,他们成功的将直径11cm的光船发射到39m的高度[3]。2000年,“光船”的飞行高度达到了71m,这是目前公开报道的在自由飞行状态下利用激光推进方式达到的最大高度。  
    3  国内激光推进研究现状
    从上世纪末开始,我国开始针对激光推进进行了相关的研究。1999年——2004年,中国科学院电子所、中国工程物理研究院、装备指挥学院、中国科学院物理所、中国科学技术大学、南开大学[4]等科研院所分别针对激光驱动模型飞行、激光等离子体飞行物理机理等方面进行了相应的研究。
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