電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)電熱發(fā)動(dòng)機(jī)01簡(jiǎn)介測(cè)地衛(wèi)星原理電弧的歷史發(fā)展目錄030204基本信息電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)又稱電弧加熱噴氣推力器。用電弧放電加熱的推進(jìn)劑經(jīng)噴管氣動(dòng)力加速噴射而產(chǎn)生推力的一種電熱發(fā)動(dòng)機(jī)。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)又稱電弧加熱噴氣推力器。用電弧放電加熱的推進(jìn)劑經(jīng)噴管氣動(dòng)力加速噴射而產(chǎn)生推力的一種電熱發(fā)動(dòng)機(jī)

。原理原理圓柱形陰極的頭部緊靠噴管的喉部，噴管兼作陽極。當(dāng)陰極與陽極間加點(diǎn)火電壓并通入推進(jìn)劑氣體時(shí)，陰極頭部與噴管喉部間產(chǎn)生電弧放電，推進(jìn)劑被電弧加熱后從噴管噴出。電弧放電中心的溫度很高(103~10?℃)，因而比沖比電阻加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)高，用肼作推進(jìn)劑時(shí)，可以達(dá)到5000~6000N·s/kg，用氨和氫作推進(jìn)劑時(shí)，可以達(dá)到6000~N·s/kg。它的氣體加熱過程是在陰極與陰極環(huán)隙的空間進(jìn)行的，因而其比沖和工作壽命不像電阻加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)那樣受壁面材料耐高溫性的限制。它的電源變換器與控制系統(tǒng)比電阻加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜,有啟動(dòng)時(shí)瞬態(tài)和正常后穩(wěn)態(tài)兩種工作模式，放電電壓為80~130V，啟動(dòng)時(shí)需在陰極與陽極間加高電壓點(diǎn)火脈沖。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖屬于中等，效率較低(25%~40%)，但啟動(dòng)時(shí)間短，功率排力比僅是離子和等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)的30%~50%，推力和功率范圍寬，適用于中小型航天器的多種輔助推進(jìn)和主推進(jìn)，已在多顆衛(wèi)星上應(yīng)用

。測(cè)地衛(wèi)星測(cè)地衛(wèi)星它是專門用于大地測(cè)量的人造地球衛(wèi)星。測(cè)地衛(wèi)星用于測(cè)定地面點(diǎn)位坐標(biāo)、地球形體和地球引力場(chǎng)參數(shù)，屬于星測(cè)地系統(tǒng)的空間部分，可作為地面觀測(cè)設(shè)備的觀測(cè)目標(biāo)或定位基準(zhǔn)。其它類型的人造地球衛(wèi)星也可用于測(cè)地研究,但是精確地測(cè)地需要使用專門的測(cè)地衛(wèi)星。測(cè)地衛(wèi)星為大地測(cè)量學(xué)的發(fā)展開辟了新的前景,促成空間大地測(cè)量學(xué)這一新的學(xué)科分支。測(cè)地衛(wèi)星的主要優(yōu)點(diǎn)是：①提供了在全球范圍內(nèi)進(jìn)行大地聯(lián)測(cè)的全球統(tǒng)一地心坐標(biāo)系；②人造衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)反映了地球引力場(chǎng)的各種攝動(dòng)，通過長(zhǎng)期觀測(cè)就可精確測(cè)定地球引力場(chǎng)參數(shù)；③用衛(wèi)星進(jìn)行大地聯(lián)測(cè)，基線可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)干公里，兩點(diǎn)間不受視距限制，因此控制點(diǎn)位的定位精度比常規(guī)大地測(cè)量的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)；④測(cè)地衛(wèi)星還可用來測(cè)量平均海平面高度的變化，研究地殼運(yùn)動(dòng)和大陸漂移，并能預(yù)測(cè)地震和海嘯等。測(cè)地衛(wèi)星根據(jù)衛(wèi)星上是否載有專用測(cè)地系統(tǒng)分為主動(dòng)測(cè)地衛(wèi)星和被動(dòng)測(cè)地衛(wèi)星；根據(jù)測(cè)地任務(wù)和方法可分為幾何學(xué)測(cè)地衛(wèi)星和動(dòng)力學(xué)測(cè)地衛(wèi)星

。電弧的歷史發(fā)展電弧的歷史發(fā)展電弧可作為一種能將推進(jìn)劑加熱到比一般化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度(3000K左右)更高的有效手段。60年代早期，曾致力于發(fā)展高比沖高功率電弧加熱噴氣火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，所碰到的共同問題是:噴管的放電燒蝕、各種損失造成的低效率和陽極燒蝕等。從60年代后期到70年代后期，針對(duì)電弧加熱器開發(fā)了許多高壓電弧研究。所設(shè)計(jì)產(chǎn)生的電弧，由壓縮電弧、同軸電弧到禍流穩(wěn)定電弧不斷發(fā)展。經(jīng)過這些努力，使氣體的焓值和設(shè)備的使用壽命均有所增加。提高能量轉(zhuǎn)換效率是兆瓦級(jí)電弧加熱器研究的主要問題。80年代中期的成就改變了人們對(duì)電弧加熱噴氣火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是否可以應(yīng)用發(fā)展的觀念。高效能太陽能接收器的發(fā)展，顯著地改善了功率與質(zhì)量的比值。使用大容量的蓄電池使衛(wèi)星的功率從數(shù)百瓦提高到數(shù)千瓦。合理安排使用這些電能，對(duì)電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎可以說是“免費(fèi)”。所發(fā)展的核電系統(tǒng)也具有非常高的功率/質(zhì)量比特性。由此使人們看到了電弧加熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)成為星際間飛行動(dòng)力的可能性。電弧加熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的主要目標(biāo)是應(yīng)用于高效率、高比沖和推力適當(dāng)?shù)偷耐七M(jìn)場(chǎng)合，主要有兩類:一是用于衛(wèi)星的位置保持、地球軌道轉(zhuǎn)移和姿態(tài)控制；一是作星際空間探測(cè)的主推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。低功率肼推進(jìn)劑電弧加熱推進(jìn)技術(shù)已基本完成實(shí)際飛行