[发明专利]氧化亚氮单组元推力器原理样机及使用方法

权利要求书

1.一种氧化亚氮单组元推力器原理样机，包括：电磁阀、推进剂前导管、催化分解室、前后多孔板、催化剂、喷管、加热器、热电偶、压力传感器、绝热包覆层。其特征在于：可利用氧化亚氮气体作为推进剂。在推力器工作之前，先利用加热器预热催化剂床，通过置于催化床内部的热电偶可监测催化床温度。当催化床达到预定的阈值温度以后打开电磁阀。氧化亚氮气体经过前导管进入催化床开始进行催化分解产生氮气和氧气并释放大量的热量，此时可关闭加热电源停止加热。氧化亚氮的分解反应将可凭借自身放热来维持。分解产物经喷管喷出可产生推力。通过控制开关阀时间，可产生不同大小的脉冲冲量来满足卫星姿态控制需求。

2.根据权利要求1所述的一种氧化亚氮单组元推力器原理样机，其特征是：电磁阀通过推进剂前导管与推力室相连。催化分解室外形为圆柱状，分解室靠后部外壁两侧分别焊有两个接管嘴与内部腔体相通。铠装式热电偶通过其中一接管嘴伸入分解室中轴线位置，热电偶与接管嘴间通过球头及锥面配合进行线密封；压力传感器接到另一接管嘴上，采用锥面密封。催化剂颗粒紧密装填于分解室内部，通过安装于催化分解室前后两端卡槽中的前后孔板进行固定，形成催化床。推进剂前导管及喷管与分解室通过螺纹连接，分别从分解室前后两端旋入，对前后孔板起到固定作用。分解室前后两端靠近出口处的内壁面均为锥面，前导管及喷管与分解室接触的外壁面均为球面，球面与锥面相接触并通过螺纹紧固形成线密封。推进剂前导管的内腔道中前端为通孔，出口端为扩张型锥面，便于气体扩散；喷管内腔道为锥形“收敛-扩张”喷管。铠装式电热丝紧密缠绕于催化分解室外表面作为加热器。绝热包覆层包裹于整个分解室及喷管外表面，包覆层里层为耐高温玻璃布，最外层为铝箔。

3.根据权利要求1所述的一种氧化亚氮单组元推力器原理样机的使用方法，可以在限定推力器推力量级的前提下寻找较优的催化床结构与催化剂进行搭配，确保推力器装置的使用性能。该寻优方法的基本操作步骤如下：

第一步：根据推力量级要求预测所需推进剂流量；

第二步：利用正交试验法开展催化床结构寻优试验；

第三步：开展性能对比试验，选择最优催化床方案。