5 挡药板,6 燃烧室壳体,7 点火装置

虽然上述推进器有利于形成推进器阵列,但轴向长度较大,占用空间较大。所以,1992—2006年,张平、周海清、李世鹏等人在借鉴国外经验的基础上,又研制了一种可用于某高速动能拦截弹的推进器(图1.7),并设计了姿轨控舱体(图1.8)。该姿轨控舱体能够安装180个推进器。推进器长46mm,最大外径13mm,采用少烟高燃速的丁羟复合推进剂。经实验,推进器工作时间9-12ms,冲量为3.5-6.0N·s[17]。

某高能拦截弹的推进器结构简图

1 点火装置,2 主装药,3 燃烧室壳体,4 喷管,5 喷管堵盖

姿轨控舱体

2009年,冯国富、汪长栓、姚元文、王建设计了一种用于井下多波地震层析成像系统的活塞式推进器(图1.9)。当设备出现故障,工作电机失灵时,启动推进器,使全套设备安全提出井口,以保护设备。活塞式推进器由柱状管壳、活塞及其推杆、阻尼液体、初始剪切销(用于限定活塞)、火药装药、电点火器及密封件等组成。行程起点由一级销钉固定,燃烧室压力达到一级销钉剪断压力时,活塞开始移动,作用力通过活塞杆加载于井下ST的收缩工位,运行75 mm 行程后,可收回压在套管壁上的固定爪,并打开泄压孔放气减压。行程的终点处加工了泄压阀,活塞运动到该点后燃气通过泄压阀排出,任务动作完成。该推进器采用燃速较慢的JS-2装药,外形尺寸: 100mm×840mm,质量为24Kg[18]。

活塞式推进器结构示意图族元素s

国内对基于MEMS的微型推进器也有一定研究,但相对偏少,仅限于清华大学、国防科学技术大学和南京理工大学等高校。

清华大学研制的MEMS推进器结构如图1.10,喷口为拉瓦尔喷管,燃烧室为硅结构材料,点火器采用可寻址的Pt电阻阵列组成。燃烧室与点火器由阳极键合方式联接,喷嘴层由环氧树脂胶粘接。该推进器采用AP/HTPB装药,浇注在燃烧室中。经实验,输出冲量为4-13×10-6 N·s[19]。

 清华MEMS推进器单元结构及原理样机文献综述

南京理工大学研制的一种微化学推进器为同样是三层结构,如图1.11。首先通过磁控溅射、掩模光刻、湿法刻蚀等工艺在玻璃基片上制备Cr点火桥膜和Cu引线;燃烧室采用导热系数极低的环氧树脂板,采用真空装药技术装填硝酸肼镍点火药,喷口层亦采用单晶硅各向异性刻蚀工艺制备。在9mm×9mm的面积上制备了24个微推进单元,单元冲量大于3×10-5 N·s[20]。

 

1 南理工MEMS推进器阵列原理样机

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 很低 很高 很长 1000

微化学 一般

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