國內微推力測試技術發展現狀

劉萬龍，朱昊偉，孫樹江，劉奎芹，鄭 然

（北京航天試驗技術研究所，北京，100074）

0 引言

隨著航天技術的不斷發展，深空探測航天器以及微小衛星的姿態控制、軌道控制及編隊飛行等方面對微推進系統的需求越來越多。通常把推力介于μN～N之間的推力器統稱為微型推力器[1-2]。微型推力器在航天和軍事領域都有著潛在的應用價值，世界上對微推力器的研究也愈來愈多[3]。據報導目前已有超過110個在軌運行的航天器應用了微推進系統[4]。其中NASA格林研究中心研制的氙離子推力器NSTAR-30被用來作為美國深空一號探測器（DS-1）的主推力器，其比沖3 300 s，推力92 mN[5]；2012年11月，中國成功發射實踐九號A衛星，首次采用我國研制的電推進系統進行在軌飛行驗證，衛星上載有40 mN/3 000 s氙離子推進系統和40 mN/1 600 s霍爾推進系統[4]。

隨著這些微推力器的研制和應用，微推力的測量的重要性也日益凸顯。國外對微推力的研究起步較早，在上個世紀60年代，美國就開始mN級微推力測量研究[6]。目前國外主要有擺式臺架結構[2,7]、扭擺結構[8-9]、雙擺結構[9]以及四臂配重結構[10]等。近些年國內在微推力測量領域也有較多研究與應用。本文目的在于介紹目前國內在微推力測量技術方面的研究進展和技術特點。

1 微推力測量的難點

推力是火箭發動機的一個重要工作參數，直接反映了發動機的性能指標[11]，對其精確測量有十分重要的意義。微型推力器推力測量干擾因素很多[6]：

1）介質供應管路及測控電線等會對其測量有較大影響；……