[发明专利]一种微纳卫星固体离轨发动机

说明书

本发明公开了一种微纳卫星固体离轨发动机，包括本体、前封头、回收装置、装药、点火药盒、若干堵塞和若干喉衬。其中本体采用燃烧室与喷管一体设计，若干喷管喉部喉衬单独设计，前封头开有三阶盲孔，固定胶灌注于三阶盲孔内。装药药柱圆周外壁上沿径向设有高度不同的一个第三通孔和两个相互垂直的第四通孔。回收装置固定块紧固于本体底面外壁中心，平时若干堵塞通过回收绳与固定块上若干通孔连接。发动机工作时，点火药盒内黑火药点燃，随着压力增加，堵塞喷出，回收装置经回收绳将堵塞回收，同时本体内装药点燃，产生的高温高压燃气经拉瓦尔喷管排出，反作用于发动机，产生较大推力，从而推动微纳卫星迅速离轨。

技术领域

本发明属于离轨发动机技术，具体涉及一种微纳卫星固体离轨发动机。

背景技术

立方星因其成本低、研制周期短等特点，具有很大的开发价值，如今已经呈现“爆发式”增长。现在大部分的卫星都是寿命终结后，遗留在原轨道，成为太空碎片，目前大量太空碎片占据在有限的轨道上，如果不进行专门的寿命末期离轨设计，这些卫星将成为太空垃圾，对未来的太空探测将会是一场大灾难，因此，有关卫星寿命末期成为太空垃圾的问题日益被关注起来。

目前卫星已经逐渐采用寿命末期离轨的方式，以减缓空间碎片的增长速度，但在立方星上的离轨技术还不够成熟，各有各的优缺点，针对立方星尺寸小、质量轻等优点，目前比较典型的离轨方式有绳系离轨、气动阻力离轨、太阳帆推移离轨、制动帆离轨和化学推进离轨，其中前四种离轨方式共有的特点是比冲小，体积大，无法在短时间内提供大推力，而化学推进中的固体火箭发动机结构简单，反应快速，自身携带氧化剂和燃烧剂，燃烧后高速喷射工作物质，引起反作用力，为卫星提供运动所需的动力，而且适合任何轨道，可以在短时间内迅速离轨，速度增量大。

然而，现有固体火箭发动机技术基本上应用在导弹、火箭等大型武器上，在微纳卫星上没有使用固体火箭发动机的先例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微纳卫星固体离轨发动机，将固体火箭发动机首次应用在微纳卫星上，以解决微纳卫星寿命终结后成为太空垃圾的问题。

实现本发明目的的技术解决方案：一种微纳卫星固体离轨发动机，包括本体、前封头、装药、点火药盒、回收装置、若干堵塞和若干喉衬。

本体包括一体设计的燃烧室与若干非潜入式喷管，燃烧室为圆柱形空腔，头部为开放端，燃烧室底部和喷管共同作为后封头，燃烧室底部内壁中心设有一个第一凹槽，点火药盒固定在第一凹槽内，若干喷管围绕第一凹槽呈环形分布，在每个喷管的喉部固连有一个喉衬，在每个喷管扩张段的出口处固连有一个堵塞；堵塞连接回收装置，回收装置固定在本体底面外壁中心，前封头固定于本体的开放端，装药设置于燃烧室内，并与前封头固连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）燃烧室与喷管一体化设计，尺寸小，无需再额外安装后封头和喷管，封闭性好，结构简单，易于加工和安装；

（2）前封头第二凹槽、固定胶加强板、若干药柱第三通孔都起到加强固定胶粘结性能，防止固定胶脱粘的特性，使得装药完整性高；

（3）装药的若干药柱内外侧面和悬臂端端面同时燃烧，工作时间短，若干药柱悬臂端的两个互相垂直的第四通孔，起到平衡药柱内外两侧压力，提高药柱燃烧时装药完整性的作用，使离轨发动机能迅速稳定燃烧；

（4）高温高压燃气经若干个拉瓦尔喷管喷出离轨发动机外，推力大；

（5）堵塞被高温高压燃气挤压喷出后，由回收装置的回收绳回收，系于固定块上，避免其他太空垃圾产生。

附图说明

图1为本发明处于装配状态时固体离轨发动机整体结构示意图。

图2为本发明处于装配状态时前封头的局部结构示意图。

图3为本发明处于装配状态时装药若干药柱的分布示意图。