光电工程师社区

标题: 微型推进系统的比较与分析 [打印本页]

作者: duller 时间: 2010-10-19 10:08
标题: 微型推进系统的比较与分析
1 气体推进系统
该系统是目前用于微小卫星的最为成熟的推进系统，其结构和原理简单，工作可靠，已成功用于已经发射的许多微小卫星中．但是气体推进体积较大，集成度不高．由于需要笨重的推进剂储罐，质量大，同时比冲很低，形成用于微小卫星的不利因素，需要进一步提高集成度和减轻质量．

2 PPT系统
其设计简单，成本低，工作稳定性好．尤其是PPT系统技术比较成熟，曾在许多卫星上使用，工作可靠．而且PPT系统有较高的比冲，能够提供微小的可重复脉冲冲量，这些特性都比较适合于微小型卫星编队飞行轨道保持使用．PPT系统不足之处在于系统固有质量较大，存在羽流污染问题，且推功比不高．另外，PPT工作的物理原理复杂，工作过程是包含复杂的电磁效应和电热效应，需要进一步深入研究．美国华盛顿大学由大学卫星计划资助研制的微型脉冲等离子体推力器将应用于ION-F纳星星座的UW Dawg Star卫星．

3 FEEP系统
该系统也有许多优点，使它适合于微小卫星的相对位置保持和轨道保持．比冲很高，推力极小，能提供微小的脉冲冲量．技术水平已经达到太空飞行的要求．FEEP的缺点是推功比低，要求很高的工作电压(不超过10 kV)，同时存在羽流污染问题．另外，受阴极发射管的寿命限制(～28 000 h)，FEEP的工作寿命有限；当然，这对短期任务的微小卫星来说不是主要问题．

4 胶体推进系统
也是一种可应用于微小卫星的非常有发展前景的推进系统，设计简单，成本低，工作稳定性高．使用惰性推进剂，有利于长时间的保存和长期的任务．胶体推进比冲较高，能提供较宽的推力和比冲范围．其不足在于低的推功比及比FEEP更高的工作电压；同时，与FEEP一样存在羽流污染和阴极发射器寿命限制的问题。

5 Hall推进系统
其优点包括有较高的比冲和高的推功比。同时，Hall推进器是电推进中发展最为成熟的推进系统，羽流污染风险较低，已在多颗卫星上使用．它的缺点是质量和体积较大，结构复杂，而且也受阴极发射器寿命限制，难以在微小卫星上使用．

6 MEMS推进
MEMS推进器是微推进器发展的一个新方向，与MEMS技术结合，开创了微小卫星(特别是纳型／皮型卫星)推进系统研究的新途径．MEMS推进器的突出优点就是质量和体积小，集成度高，功耗低，可批量制造，进而降低成本．对于化学MEMS推进阵列，由于没有运动部件，工作可靠性高．另外，推力易调整，能够提供小而精确的冲量．MEMS化学推进器的不足是比冲不高，同时总冲有限．MEMS胶体电推进器比冲较高，但存在工作电压高和羽流污染问题．电热式MEMS电推进器无污染，原则上可以使用多种推进剂，其问题是比冲很低，存在泄漏．总之，MEMS电推进器是一项具有应用前景的新技术，但发展还不成熟，需要进一步研究和试验．

欢迎光临光电工程师社区 (http://bbs.oecr.com/)