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激光推进器概念设计研究现状及发展趋势
) 李修乾!! ! 洪延姬)! 何国强!! 姚宏林) ! ! !
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" 西北工业大学 航天学院! 陕西 西安 " * " $ 装备指挥技术学院 基础部! 北京 ! ! ! # !! ! * ) )! * @
也 而 !! 摘 ! 要! 激光推进器技术是激光推进技术的关键 技 术 之 一! 是 其 核 心 技 术! 激 光 推 进 器 概 念 设 计 是 ! 开展激光推进器技术研究的首要任务%在对国内外文献 综 合 调 研 的 基 础 上! 结 给 出 了 激 光 推 进 器 概 念 设 计 总 的研究现状%通过对比分析给出了各种激光推进器构形 的 优 缺 点! 就 激 光 推 进 器 概 念 设 计 的 发 展 趋 势 进 行 并 了分析讨论% !! 关键词! 激光推进$ 激光推进器$ 缩比实验模型 ! ! ! ) A!!!! 文献标识码! !! 中图分类号! A!8( !0 # !5
!! 激光推进技术是国内外非常关注的几种先进推进技术之一%激光推进是一种利用全新的推进机理将远处 激光推 进按激光 器的工 作方式 分 类 可 以 分 为 连 续 波 高能激光束能量转化为飞行器动能的全新航天推进技术! 成本低& 快速机动% 激光推进和脉冲激光推进%激光推进的突出特点是比冲大& 激光与工质相互 作用并将 激光能 量转化 为 飞 行 器 动 能 的 过 程 !! 无论是连续波激光推进还是脉冲激光推进! 因 是实现激光推进最关键的一个过程%激光与工质相互作用 的过程 是发生 在推 进器内 部 的! 此 激 光 推 进 器 技 术在激光推进技术研究领域起着举足轻重的作用%激光推进器概念设计毫无疑问是开展激光推进器技术研究 的首要任务% 研究人员已经在激光推进器概念设计 以及 =C =E F= GB I A) !! 自从 5 B D "! 脉冲激光推进器
"' 塞式激光推进器 "! 美国 (5 5 和 * * 6 !! 在整个 " 年代和 P 年代的大部分 时 间里! 空军研究实验 室 等 单 位 开 展 了 冲 量 耦 合 特 性 等 方 面 的 基 础 研 随 究%P 年代末至 A 年 代 初! 着 小 卫 星 技 术 和 激 光 技 术 的 进 * * 一步发展! 激光推进首 先 在 美 国 再 次 引 起 了 高 度 重 视% 美 国 伦
!) 塞勒工学院的 ; =Q 等 人 ' ! (提 出 并 发 展 了 一 种 塞 式 激 光 推 M< % 进器结构! 如图 ! 所示% 这 种 推 进 器 的 核 心 部 件 是 向 外 侧 突 出
的抛物形喷管! 入射激光脉冲辐照到喷管壁面之上! 喷管壁面将 工 激光脉冲聚焦到环状整 流 罩 附 近 将 工 质 击 穿! 质 击 穿 之 后 形 成等离子体! 等离子体继 续 吸 收 激 光 能 量 升 温 并 形 成 迅 速 膨 胀
JK !!/D %I BN &O= CDB=!( H ' &KF I& M L = / / 3 NB H ! ! 美国 / MH< 6HFL -U的 ( L %O F 和 /= 如图 ) 所示! 沿喷管轴线方向入射的脉冲激光束在壁面的聚焦作用 B L/ &L A* $ ) *>!! " 收稿日期!* *>) !! 修订日期!* +*>A 基金项目! 国家 A # 项目资助课题 " 作者简介! 李修乾"A "*# 男! ! 讲师! 博士生! 从事激光推进技术研究$ 北京 # P>@ 信箱$> < +YDHF" % U X% !" # *P 2 X H & HZ &H > !!1 体力学问 题 进 行 了 理 论 研 究$ 从 文 献 报 道 的 数 据 来
看# > > 锥 形 喷 管 的 冲 量 耦 合 系 数 优 于 抛 物 形 喷 &@A 管# 圆锥顶角越小其耦合系数越大& 存在一个使得冲量
!# %!& ()"'(-' -.1(2 ,. 3' #3 ! " "$ ' ' ) + ,./ 0' 1(- 2 3"'% "* "
% 图 %! 重复脉冲激光推进发动机 ! "

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