雙模式離子液體推進(jìn)劑真空條件催化點(diǎn)火特性

方 杰，王 尊，嚴(yán) 浩，高 鶴，姚兆普，李水清

(1.北京控制工程研究所，北京 100190；2.北京市高效能及綠色宇航推進(jìn)工程技術(shù)中心，北京 100190；3.清華大學(xué) 能源與動(dòng)力工程系，北京 100084)

0 引言

多模式空間推進(jìn)是指將使用共享推進(jìn)劑的兩種或多種推進(jìn)模式，包括單組元和雙組元化學(xué)推進(jìn)、電熱推進(jìn)、電噴霧、電磁電推等，整合到一個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)中。由于使用同種推進(jìn)劑，多模式推進(jìn)將為航天器提供較高的靈活性和適應(yīng)性，也會(huì)為相應(yīng)的航天任務(wù)減小推進(jìn)系統(tǒng)質(zhì)量。其中，基于新型離子液體混合推進(jìn)劑的雙模式空間推進(jìn)技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注。這項(xiàng)技術(shù)采用單組元化學(xué)推進(jìn)模式實(shí)現(xiàn)空間推進(jìn)系統(tǒng)的較大推力工作；通過電噴霧模式實(shí)現(xiàn)高比沖工作，推進(jìn)劑的綜合使用效率得到顯著提高。

離子液體是一種熔融鹽，陰陽離子處于游離狀態(tài)，具有揮發(fā)性低、熔點(diǎn)低、液態(tài)范圍寬、電化學(xué)窗口寬、導(dǎo)電與導(dǎo)熱性良好、熱穩(wěn)定性高、不易燃易爆、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2010年，美國密蘇里科技大學(xué)Rovey課題組的Donius對使用離子液體，結(jié)合了大推力化學(xué)推進(jìn)和高比沖電推進(jìn)的雙模式推進(jìn)系統(tǒng)的性能開展了分析和數(shù)值研究，指出離子液體燃料搭配HAN氧化劑組成的混合推進(jìn)劑具有較好的化學(xué)推進(jìn)性能，并且考慮到其可忽略的蒸氣壓特性，也適用于電噴霧推進(jìn)技術(shù)，Rovey課題組隨后對此開展了持續(xù)性的研究。

基于化學(xué)—電噴霧雙模式推進(jìn)技術(shù)對液體推進(jìn)劑高密度、低熔點(diǎn)、低黏性、高表面張力的……