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掺杂红外染料聚叠氮缩水甘油醚工质激光烧蚀推进性能优化探索

罗乐乐 窦志国 叶继飞

掺杂红外染料聚叠氮缩水甘油醚工质激光烧蚀推进性能优化探索

罗乐乐, 窦志国, 叶继飞
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  • 选择含能聚合物聚叠氮缩水甘油醚(GAP)作为激光烧蚀微推力器的工质,分析了红外染料掺杂对激光烧蚀GAP工质推进性能的影响.通过对比掺杂红外染料GAP在不同激光功率密度、掺杂浓度、靶材厚度和激光烧蚀模式下的推进性能数据和烧蚀羽流,初步探索了掺杂红外染料GAP工质的推进性能优化方式.实验结果表明:透射式激光烧蚀模式下,激光能量的指数衰减特性和掺杂红外染料GAP的强黏性使得烧蚀羽流中易存在未充分烧蚀的工质;GAP的推进性能受红外染料掺杂浓度和靶材厚度的综合影响,当靶材厚度与激光吸收深度接近时,靶材充分吸收激光能量使中心烧蚀区达到化学能释放的温度阈值,同时沿激光传播方向未充分烧蚀的质量最少,此时推进性能达到最优值.反射式下掺杂红外染料的聚合物的激光烧蚀过程遵循先吸收激光能量先喷射的规律,工质分解充分,推进性能优于透射式.
      通信作者: 窦志国, dou-zhiguo@tom.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11602304)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-19
  • 修回日期:  2018-06-14
  • 刊出日期:  2018-09-20

掺杂红外染料聚叠氮缩水甘油醚工质激光烧蚀推进性能优化探索

  • 1. 航天工程大学, 激光推进及其应用国家重点实验室, 北京 101416;
  • 2. 航天工程大学基础部, 北京 101416
  • 通信作者: 窦志国, dou-zhiguo@tom.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11602304)资助的课题.

摘要: 选择含能聚合物聚叠氮缩水甘油醚(GAP)作为激光烧蚀微推力器的工质,分析了红外染料掺杂对激光烧蚀GAP工质推进性能的影响.通过对比掺杂红外染料GAP在不同激光功率密度、掺杂浓度、靶材厚度和激光烧蚀模式下的推进性能数据和烧蚀羽流,初步探索了掺杂红外染料GAP工质的推进性能优化方式.实验结果表明:透射式激光烧蚀模式下,激光能量的指数衰减特性和掺杂红外染料GAP的强黏性使得烧蚀羽流中易存在未充分烧蚀的工质;GAP的推进性能受红外染料掺杂浓度和靶材厚度的综合影响,当靶材厚度与激光吸收深度接近时,靶材充分吸收激光能量使中心烧蚀区达到化学能释放的温度阈值,同时沿激光传播方向未充分烧蚀的质量最少,此时推进性能达到最优值.反射式下掺杂红外染料的聚合物的激光烧蚀过程遵循先吸收激光能量先喷射的规律,工质分解充分,推进性能优于透射式.

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