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题名两种激光烧蚀微推力器工作模式的讨论
被引量：5
- 1
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作者
叶继飞
李南雷
常浩
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机构
装备学院激光推进及其应用国家重点实验室
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出处
《火箭推进》
CAS
2017年第5期7-13,共7页
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基金
国家自然科学基金(11602304)
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文摘
激光烧蚀微推力器技术是激光推进技术最有可能率先实现工程应用的技术研究方向。作为一种新型的空间推进领域电推进推力器技术,以其系统集成度较高、电功耗较低、冲量元精准等优势特性,在推进性能和系统集成等方面形成鲜明的特色,对于多种空间推进任务具备潜在的应用价值。以激光烧蚀微推力器发展历程为背景,总结提炼当前推力器技术发展趋势,提出了激光烧蚀微推力器目前最具研究价值的两种工作模式,分别对高低比冲两种不同工作模式进行了性能分析和比对,对激光烧蚀微推力器应用前景进行了展望,最后给出了进一步研究的建议。
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关键词
激光推进
推力器
冲量耦合
激光烧蚀微推力器
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Keywords
laser propulsion
thruster
impulse coupling
laser ablation micro-thruster
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分类号
V439-34
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名激光烧蚀微推力器聚合物靶材的烧蚀特性
被引量：3
- 2
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作者
罗乐乐
窦志国
李南雷
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机构
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室
航天工程大学基础部
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出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期54-60,共7页
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基金
国家自然科学基金(11602304)
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文摘
以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)作为烧蚀靶材,以纳米碳粉和红外染料作为掺杂剂,采用微尺度羽流观测系统对GAP靶材的喷射羽流图像进行了观测,分析了掺杂浓度、靶材厚度及激光烧蚀模式对GAP烧蚀特性和推进性能的影响。结果表明,在激光烧蚀过程中,未掺杂吸收剂的GAP靶材利用率非常低;掺杂纳米碳粉后,靶材的推进性能显著增强,但对靶材厚度的依赖性较强,厚度较薄的掺杂纳米碳粉的GAP适合作为透射式激光烧蚀微推力器的靶材;掺杂红外染料后,聚合物的气化程度显著提高,透射式下厚度对羽流喷射的影响较小。红外染料适合作为反射式激光烧蚀微推力器聚合物靶材的掺杂剂。
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关键词
激光技术
激光烧蚀微推力器
烧蚀特性
聚叠氮缩水甘油醚(GAP)
羽流
纳米碳粉
红外染料
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Keywords
laser technique
laser ablation micro-thruster
ablation characteristics
glycidyl azide polymer（GAP）
plume
nano-carbon powder
infrared dye
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分类号
V439
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TH823
[机械工程—仪器科学与技术]
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题名掺杂吸收剂对激光烧蚀GAP推进性能的影响
被引量：3
- 3
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作者
罗乐乐
窦志国
周伟静
刘昭然
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机构
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室
航天工程大学训练部
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2615-2623,共9页
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基金
国家自然科学基金(11602304)
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文摘
对激光烧蚀微推力器而言,聚合物靶材的激光烧蚀推进性能至关重要。为了研究掺杂剂对靶材推进性能的影响,寻找优化靶材性能的方法,以含能聚合物聚叠氮缩水甘油醚(GAP)作为烧蚀靶材,以纳米碳粉和红外染料作为掺杂剂,采用高精度扭摆、能量计和高倍显微镜测量的方法,以冲量耦合系数、比冲和能量转化效率参数作为量化指标,改变聚合物的掺杂浓度、靶材厚度以及激光入射方式,对掺杂不同吸收剂后的GAP的推进性能进行了研究。结果表明:纳米碳粉以局部热区的形式加速聚合物的气化分解,推进性能受掺杂浓度的影响较小;掺杂纳米碳粉的GAP表现为面吸收特性,随着靶材厚度增加,喷射产物的气化程度降低,聚合物推进性能下降;较薄的掺杂纳米碳粉的GAP的等离子体阈值低,表现出高比冲和高能量转化效率,其中能量转化效率最优值接近300%,适合作为透射式激光烧蚀微推力器的烧蚀靶材。红外染料对1064nm波长的激光具有较好的吸收性能,掺杂红外染料使GAP对激光能量的吸收增强,化学能释放更充分;聚合物的推进性能对红外染料的掺杂浓度十分敏感,在掺杂浓度为5%时性能表现优秀;不同浓度红外染料掺杂下GAP的烧蚀深度不同,当靶材的厚度与烧蚀深度相近时,GAP的推进性能表现最好。
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关键词
激光烧蚀微推力器
纳米碳粉
红外染料
GAP
推进性能
真空
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Keywords
laser ablation micro-thruster
Nano carbon powder
Infrared dye
GAP
Propulsion perfor- mance
Vacuum
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分类号
V439
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TH823
[机械工程—仪器科学与技术]
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题名一种应用于激光微烧蚀的光学聚焦系统简化设计方法
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作者
常浩
叶继飞
李南雷
周伟静
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机构
航天工程大学宇航科学与技术系激光推进及其应用国家重点实验室
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第9期136-142,共7页
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基金
国家自然科学基金(11502301
11602304)
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文摘
针对激光微推力器对光学聚焦系统结构紧凑、聚焦光斑尺寸小以及避免羽流污染的特殊要求,采用传统的光线追迹法研究单透镜直接聚焦、双透镜准直聚焦两种典型方案光学设计方法。针对低功耗半导体激光器光纤耦合输出的芯径和数值孔径条件,在50μm级聚焦光斑约束下,研究单透镜聚焦系统设计方案,得到了透镜厚度、焦距、工作距等设计参数的关系;研究准直聚焦光学系统的双透镜系统设计方案,得到了透镜厚度、透镜中心距、工作距等设计参数特征关系。针对两种典型光学设计方案,给出了工程应用设计参数。文中提出的设计方法避免了复杂的光学设计过程,可为激光微推力器激光光束微尺度聚焦提供一种简单实效的方法。
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关键词
光线追迹
光束聚焦
激光烧烛微推力器
折射
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Keywords
ray tracing
light focusing
laser ablation micro thruster
refraction
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分类号
V416.5
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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