推力器熱效應(yīng)以及金屬摻雜工質(zhì)激光推進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、激光推進(jìn)中激光對(duì)推力器以及其他裝置的熱影響一直是不容忽視的一個(gè)重要因素，尤其是在大推進(jìn)中，激光單脈沖能量都能達(dá)到數(shù)百焦耳，如此高的能量勢必會(huì)影響激光推進(jìn)的各種性能。本文從基礎(chǔ)出發(fā)，研究了旋轉(zhuǎn)拋物面型推力器在Nd：YAG激光器輻照下的各種溫度隨時(shí)間變化規(guī)律。另外，金屬和高分子在激光推進(jìn)中是兩類不同吸收機(jī)制的靶材，本文實(shí)驗(yàn)研究了金屬和高分子靶材摻合后的混合效果。并且對(duì)不同激光器輻照下的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行了對(duì)比和分析。 在推力器熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研

2、究中，利用自行設(shè)計(jì)的熱電偶溫度測量裝置，實(shí)時(shí)測量了各種功率下的溫度-時(shí)間曲線，并擬合出了拋物面罩表面的溫度分布函數(shù)，解釋了不同入射角的激光輻照對(duì)材料溫升影響的原因，發(fā)現(xiàn)激光輻照點(diǎn)與其它各點(diǎn)溫度上升明顯不同。 在金屬慘雜PVC的實(shí)驗(yàn)中，利用大功率脈沖TEA-CO<,2>激光器作為光源，對(duì)不同元素、濃度以及顆粒直徑金屬摻入PVC的靶材進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：不同金屬以及不同顆粒直徑摻雜后的PVC靶材的沖量耦合系數(shù)C<,m>變化不大，但

3、在不同功率密度處，比沖I<,sp>值均有顯著提高，其中納米Fe粉性能更為優(yōu)異。在功率密度為5×100<'6>W/cm<'2>時(shí)，50％納米Fe粉含量的靶材的比沖出現(xiàn)最大值。在大氣環(huán)境下，對(duì)摻有20％納米Zn粉的PVC靶材，其C<,m>值隨激光功率密度的提高而先升后降，但是比沖并不優(yōu)異于比其熔點(diǎn)更高的Fe粉和Ni粉摻雜。 為了研究激光器參數(shù)對(duì)上述靶材的影響，實(shí)驗(yàn)還利用TEA-CO<,2>和YAG兩種激光對(duì)純PVC靶材以及摻有不同元