[发明专利]用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构

说明书

本发明的用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，金属保护壳套设在装药管上；紧固封头设置在装药管一端，且与金属保护壳螺纹连接；转接头设置在装药管的另一端；活塞杆一端置于装药管内，另一端穿过紧固封头伸出装药管外；膏体推进剂置于装药管内；步进电机的传输轴与活塞杆伸出装药管外的一端连接；三通道燃烧室与转接头连接；半导体激光器与三通道燃烧室连接，玻璃透镜设置在半导体激光器与三通道燃烧室之间；喷管与三通道燃烧室连接。本发明的用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，体积小、重量轻，膏体推进剂在活塞挤压下进入燃烧室，激光辐照下控制膏体推进剂燃烧产生推力，且推力调节范围为微牛至牛量级，满足微小卫星姿态控制和轨道变化的动力需求。

技术领域

本发明涉及推进器设计，具体涉及一种用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，装药为膏体状的推进剂。

背景技术

现有的微小卫星推进系统受限于卫星尺寸和重量，其装药量低，导致推力器的总冲过低，而无法使卫星做大轨道的偏离和机动，使其变轨功能受到严重限制。增加微小卫星推进系统的装药量，将显著提高微小卫星的各方面性能，使微小卫星易于保证编队飞行，从而完成各种任务。而传统的推进系统体积和质量都相对较大，不适合微小卫星的使用。

专利CN102062019A披露的激光推进发动机是一种燃烧室体积可调的液体火箭发动机。为驱动液体推进剂，该激光推进发动机包含增压结构，导致推进发动机结构复杂、重量大，不适用于微小卫星。

专利CN101737201A披露的激光推进装置是一种靶带式的激光等离子体发动机，激光透射过基底靶带通过聚焦照射在推进剂上。专利CN105201769A披露的激光等离子体组合推进系统是一种激光烧蚀产生等离子体，并通过磁场加速的发动机。这两种发动机提供的推力都很小，为微牛量级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，体积小、重量轻，膏体推进剂在活塞挤压下进入燃烧室，激光辐照下控制膏体推进剂燃烧产生推力，且推力调节范围为微牛至牛量级，满足微小卫星姿态控制和轨道变化的动力需求。

为了达到上述的目的，本发明提供一种用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，包括三通道燃烧室、喷管、玻璃透镜、半导体激光器、活塞杆、装药管、金属保护壳、转接头、紧固封头和步进电机；所述金属保护壳套设在所述装药管上；所述紧固封头设置在所述装药管一端，且与所述金属保护壳螺纹连接；所述转接头设置在所述装药管的另一端；所述活塞杆一端置于所述装药管内，另一端穿过所述紧固封头伸出所述装药管外；膏体推进剂置于所述装药管内；所述步进电机的传输轴与所述活塞杆伸出装药管外的一端连接；所述三通道燃烧室与所述转接头连接；所述半导体激光器与所述三通道燃烧室连接，所述玻璃透镜设置在所述半导体激光器与所述三通道燃烧室之间；所述喷管与所述三通道燃烧室连接。

上述用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，其中，所述装药管、所述活塞杆和所述步进电机同轴布置。

上述用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，其中，所述三通道燃烧室包括两个入口和一个出口；一个入口与所述转接头贯通，用于加注膏体推进剂；所述半导体激光器发射的激光通过另一入口射入三通道燃烧室，所述玻璃透镜设置在该入口处；所述出口与所述喷管贯通，为高温燃气的流动通道。

上述用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，其中，所述用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构还包括限位环，所述限位环设置在活塞杆伸出装药管外的一端上。

上述用于激光化学联合推进器的活塞驱动装药结构，其中，所述喷管与所述三通道燃烧室之间设置密封圈A密封；所述半导体激光器与所述三通道燃烧室之间设置密封圈B密封；所述转接头与所述三通道燃烧室之间设置密封圈C密封；在所述活塞杆与所述装药管内壁之间设置活塞密封环。