折疊展開式傘狀聚光裝置太陽能熱推進器性能研究.pdf

1、太陽能熱推進(STP)是航天推進的一種形式，它是利用太陽輻射能直接加熱推進劑工質(zhì)，與電推進系統(tǒng)相比，它不需要附加任何電力設(shè)備，使得推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對簡單且太陽能利用率高;與化學(xué)能推進相比，具有比沖高且污染小，推進劑消耗量少、無毒、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，對于同樣的空間飛行任務(wù)，可以節(jié)省大量的燃料，增大有效載荷。因STP系統(tǒng)可以實現(xiàn)較高的工質(zhì)溫度而具有較高比沖和適中的推力范圍，因此，作為航天飛行器的動力，用于進一步完善深空探測、空間軌道轉(zhuǎn)移和姿態(tài)

2、調(diào)控具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　為了進一步滿足STP系統(tǒng)能夠產(chǎn)生相對較高的比沖、適中的推力范圍以滿足其用于航天飛行器的軌道轉(zhuǎn)換及姿態(tài)控制等要求，本文針對現(xiàn)有的傳統(tǒng)的固定剛性拋物面聚光器質(zhì)量和體積龐大且聚光功率低和充氣展開式拋物面聚光器展開度低、褶皺以及面差大及對日跟蹤難以控制等缺點，設(shè)計了傘狀龍骨式的可折疊展開式拋物面結(jié)構(gòu)的格里高利雙反式聚光器為主聚光器，且配備以藍寶石作為制備材料的折射式二次聚光器(RSC)。除此之外，分別選取了研

3、究相對成熟的氫和工業(yè)上易取的且液態(tài)易得易儲存的氨作為初始推進劑工質(zhì)，進一步完善推進劑工質(zhì)氣體的工程算法，理論分析了STP系統(tǒng)的推進性能，得出不同推進劑工質(zhì)氣體所達到的推力范圍和比沖（氫氣作為推進劑工質(zhì)氣體，推力范圍和比沖分別為0.2N-27N，7400s;氨氣作為推進劑工質(zhì)氣體，推力范圍和比沖分別為0.1N-43N，3900s)，且重點分析了氨作為工質(zhì)的可行性及其優(yōu)勢，利用MATLAB軟件對可選氣體的相關(guān)的特征量對STP系統(tǒng)性能的影響進