激光推力器的設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、激光推進(jìn)是利用高能激光與工質(zhì)相互作用產(chǎn)生的反作用力推動(dòng)飛行器前進(jìn)的新概念推進(jìn)技術(shù)。激光發(fā)動(dòng)機(jī)或激光推力器是激光推進(jìn)中的關(guān)鍵部件之一，目前尚處于概念設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室研究階段。激光推進(jìn)器的基本功能是接收激光能量并轉(zhuǎn)換成推力，主要由兩大部分組成：光學(xué)部分和推力器部分，前者包括激光接收、聚焦系統(tǒng)，后者由推力室、噴管和工質(zhì)供給等系統(tǒng)組成。本文從力學(xué)的角度對(duì)推力器的設(shè)計(jì)、發(fā)射入軌、結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬等方面進(jìn)行了探討，得到一些有益的結(jié)果。 提出了全方位

2、接收激光推力器，該激光推力器光學(xué)系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)完全分離。針對(duì)該推力器特點(diǎn)，提出了平面入軌和螺旋入軌，利用理論力學(xué)公式進(jìn)行了入軌軌道分析，通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示：相同情況下螺旋式入軌能大大降低激光在大氣中傳輸?shù)哪芰繐p失和激光遠(yuǎn)距離的光束發(fā)散問題，具有較好的應(yīng)用前景。 利用大型有限元軟件FLUENT對(duì)不同的推力器進(jìn)行了數(shù)值模擬及速度場(chǎng)分析，得到?jīng)_量耦合系數(shù)。模擬結(jié)果顯示，錐頭、擴(kuò)張噴管的推力器具有較大的沖量耦合系數(shù)，而隨著能量的增加，