[实用新型]一种ADN基光学推力器

说明书

本实用新型一种ADN基光学推力器，包括电磁阀、喷注器、过滤网、催化床、催化剂、燃烧室、尾喷管、密封垫片、光学窗口、螺栓；电磁阀置于最前端，喷注器与电磁阀相连，并通过法兰连接压紧密封；推进剂从喷注器注入；过滤网在喷注器下游，过滤网边缘通过电子束焊与催化床内壁连成一体；喷注器与催化床外边缘通过激光焊接密封；经过滤网过滤后的推进剂在催化床内与催化剂发生相互作用，推进剂在催化剂的催化作用下逐步发生分解和初步燃烧，产生小分子量的氧化性产物，之后在燃烧室将氧化性产物与推进剂内的燃料发生进一步的燃烧反应；高温气体经尾喷管喷出，产生推力，尾喷管与燃烧室通过激光焊接密封成型为一体；在燃烧室两侧开有光学窗口，通过密封垫片对燃烧室和光学窗口密封，并利用螺栓进行压紧。

技术领域

本实用新型涉及一种ADN基光学推力器，属于宇航推进和燃烧诊断研究领域。

背景技术

绿色推进技术是空间推进领域的国际研究热点。其中，ADN(二硝酰胺铵盐) 基单组元液体推进剂以其高能、绿色无毒、低特征信号的特性成为重要研究对象。基于该推进剂的卫星姿控推力器，已于2011年由欧航局(ESA)发射升空，进行了迄今为止唯一的在轨飞行实验。然而，由于ADN基推进剂的分解、燃烧反应过程非常复杂，它包含了高能氧化剂ADN的催化分解、燃料甲醇的脱氢反应以及中间小分子产物的燃烧反应等，目前，国内外对ADN基推进剂分解和燃烧过程缺乏统一、完善的燃烧动力学机理，尤其欠缺对推力器内部燃烧过程的实验研究，缺乏关键中间产物的定量信息。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题：本实用新型提供了一种ADN基光学推力器，基于对ADN基样机燃烧室的光学改造，可以满足对于推力器内部推进剂分解燃烧反应过程中组分浓度和燃气温度等参数的测量需求。

本实用新型的技术方案：一种ADN基光学推力器，包括电磁阀、喷注器、过滤网、催化床、催化剂、燃烧室、尾喷管、密封垫片、光学窗口、螺栓；电磁阀置于最前端，喷注器与电磁阀相连，并通过法兰连接压紧密封；推进剂从喷注器注入，并通过喷注器内部的毛细管流道雾化成小颗粒液滴；过滤网在喷注器下游，过滤网边缘通过电子束焊与催化床内壁连成一体；喷注器与催化床外边缘通过激光焊接密封；经过滤网过滤后的推进剂在催化床内与催化剂发生相互作用，推进剂在催化剂的催化作用下逐步发生分解和初步燃烧，产生小分子量的氧化性产物，之后在燃烧室将氧化性产物与推进剂内的燃料发生进一步的燃烧反应，产生高温气体；高温气体经尾喷管喷出，产生推力，尾喷管与燃烧室通过激光焊接密封成型为一体；在燃烧室两侧开有光学窗口，通过密封垫片对燃烧室和光学窗口密封，并利用螺栓进行压紧。

所述催化剂为颗粒状催化剂，材质为材质为Al₂O₃，表面添加铂金属涂层。

所述密封垫为圆形密封垫，材料为耐高温塑胶。

所述光学窗口为蓝宝石窗口。

所述螺栓为中空结构，中间为通光孔，材质为钢。

所述压力测量装置为耐高温、高频压力传感器，频响20kHz，瞬态耐温2000 ℃，10s耐温达300℃。

所述过滤网为蜂窝状结构，最大滤过直径50μm-100μm。

所述燃烧室整体为耐高温合金，最高耐温1400℃。

所述电磁阀通过0-24V直流电源信号控制通/断。

还包括压力测量装置，用于在试验过程中实时测量燃烧室内的压力变化。

本实用新型与现有技术相比的优点如下：

(1)、本实用新型提供了一种ADN基光学推力器，基于对ADN基样机燃烧室的光学改造，获得带光学窗口的燃烧室，可以满足对于推力器内部推进剂分解燃烧反应过程中组分浓度、燃气温度、燃气压力等参数的测量需求。