膠體推進(jìn)器性能研究與微型化設(shè)計(jì).pdf

1、微衛(wèi)星要求推進(jìn)器提供μN(yùn)級推力，故而常規(guī)推進(jìn)器成為微衛(wèi)星發(fā)展的瓶頸。MEMS陣列式膠體推進(jìn)器具有體積小，比沖高等特點(diǎn)，能夠滿足微衛(wèi)星發(fā)展需求。本文圍繞著陣列式微型膠體推進(jìn)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開研究，理論計(jì)算與仿真相結(jié)合確定微結(jié)構(gòu)基本參數(shù)，確定微結(jié)構(gòu)加工工藝；最后詳細(xì)闡述微結(jié)構(gòu)在真空測試于與常壓下的測試情況。 論文研究推進(jìn)器噴射極上電后，電荷的馳豫過程，計(jì)算出表面電荷的大小，當(dāng)液體表面電場力大于液體的表面張力時(shí)，液體沖出棱臺表面，噴出?；?/p>

2、于這一電場模型，建立多JET分析模型，得出伴隨著電壓的升高，噴頭的最強(qiáng)電場從中心轉(zhuǎn)移到毛細(xì)管邊沿這一結(jié)論。最后計(jì)算出推進(jìn)器的推力與比沖，推導(dǎo)出推進(jìn)器的噴射效率。 結(jié)合仿真研究延長推進(jìn)器壽命的方法，發(fā)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)，是工質(zhì)長時(shí)間在高壓下工作的必然副反應(yīng)，選擇純工質(zhì)與惰性電極在一定時(shí)間內(nèi)保證推進(jìn)器穩(wěn)定工作，及時(shí)交換電極可以徹底避免電化學(xué)反應(yīng)。電壓的施加方式影響著推進(jìn)器的噴射效率，對地高電壓(或正或負(fù))施加于噴頭，絕對地電壓施加于抽取極

3、具有最高工作效率。根據(jù)電場力確定出噴頭間距，結(jié)合MEMS現(xiàn)有加工水平，設(shè)計(jì)可行的工藝流程并利用L-edit軟件設(shè)計(jì)版圖。在真空與常壓條件下分別對推進(jìn)器進(jìn)行測試，驗(yàn)證了對其壽命，施加電壓方式，多噴，擊穿等現(xiàn)象的理論仿真結(jié)果，為設(shè)計(jì)可行的推進(jìn)器系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。 本論文創(chuàng)新點(diǎn)：1)在設(shè)計(jì)的過程中首次考慮到噴頭間距對推進(jìn)器噴射的影響，仿真、計(jì)算與測試得出噴頭的間距必須大于七至八倍的噴頭直徑，噴頭的相互影響才可忽略不計(jì)。2)在集成最大的前提