强激光烧蚀推进的特性研究

发布时间：2025-03-02 16:09

　　高功率的激光烧蚀物体可以瞬间产生超音速的喷射气体。控制激光的功率,靶材成分和形状等参数可以获得一种廉价可控的推进力。这种推进力有望替代现有的化学燃料火箭用于近地卫星发射,并在太空垃圾回收,卫星姿态调整等方面有着极大的应用前景。针对强激光烧蚀推进的特性研究,本文主要工作如下:(1)强激光烧蚀推进产生的推力在纳牛到牛的一个宽范围内,为了精确测定激光烧蚀所产生的推力,获得烧蚀的动量耦合系数以及比冲,本文利用单摆建立了靶动量的测量系统,经过改进的测量系统可以实现纳牛到牛级的宽范围测量,引起的测量误差为现有测量系统中最小。(2)实验系统分析了激光烧蚀液体靶材时,液体工质的形状对烧蚀效率的影响。实验结果表明,由于液体的表面张力引起液面曲率半径变化,不同的表面形状将引发附加压强并改变激光焦点的位置。其中凹液面将引起与大气压强相反的附加压强,并对焦点位于液体表面的激光有发散作用,降低了烧蚀的比冲以及动量耦合系数。其中液体工质对激光焦点位置的改变起主要作用。(3)实验分析了甘油掺杂铁粉对推进效率的影响。实验发现,在100mJ能量下随着掺杂铁粉浓度由0.5%增加到15%,动量耦合系数降低;针对同一浓度铁粉,...

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 激光烧蚀推进技术概况
        1.1.2 激光烧蚀推进的原理及优势
    1.2 激光烧蚀推进的国内外发展概况
        1.2.1 国外激光烧蚀推进的研究进展
        1.2.2 国内激光烧蚀推进的研究进展
    1.3 本文的研究目的和意义
        1.3.1 激光烧蚀推进的制约因素
        1.3.2 研究的目的与意义
    1.4 本文的主要内容安排
2 激光烧蚀推进测量系统
    2.1 激光烧蚀推进测量方法
        2.1.1 双线摆测量系统
        2.1.2 压电传感器测量系统
    2.2 激光烧蚀溅射斑的采集方法
3 液体表面曲率对推进效率的影响
    3.1 实验准备
    3.2 实验结果与讨论
    3.3 结论
4 强激光烧蚀含能靶材的研究
    4.1 强激光烧蚀甘油掺杂铁粉的性能研究
        4.1.1 实验准备
        4.1.2 结果与讨论
    4.2 强激光烧蚀GAP的性能研究
        4.2.1 实验准备
        4.2.2 结果与讨论
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：4034527