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空間電化學複合推進技術(精)

  • 作者：方進勇//王效順//黃惠軍|責編:張海麗
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122426161
  • 出版日期：2023/04/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：302
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書基於新型空間機動任務對大推力和高比沖推力器的應用需求，主要介紹了融合氫氧爆震燃燒與等離子體電磁加速機理髮展而成的一種空間電化學複合推進技術。該技術將燃燒反應釋放的化學能與電源提供的電能同時高效地利用，從而實現較大的推力和適中的比沖。
    本書首先介紹了空間推進系統的發展現狀及新型空間任務對其提出的技術要求，然後介紹了磁等離子體推進和脈衝爆震發動機技術，接著對電化學複合推力器關鍵部件複合加速腔、電源及工質供給模塊的方案設計及地面實驗驗證樣機研製與性能評估情況進行了詳細介紹，最後探索了相關數值模擬技術以及電化學複合推進的空間應用前景。
    本書可供從事空間電推進、軌道動力學、空間飛行器平台設計、深空探測任務規劃等方面研究的科技人員和高等院校相關專業師生參考。
作者介紹
方進勇//王效順//黃惠軍|責編:張海麗
    方進勇，博士（后），中國空間技術研究院西安分院研究員，中國航天科技集團公司科技委空間安全與維護專業技術組成員。主要研究方向包括：高功率微波技術、空間安全技術、空間環境等。完成「863」項目8項、航天科技集團公司重點預研項目1項。先後獲國家科技進步二等獎1項，部級科技進步一等獎1項、二等獎6項、三等獎4項。發表SCI及EI論文50余篇。
目錄
第1章  緒論
  1.1  化學推進
  1.2  電推進
    1.2.1  中小功率電推進應用現狀
    1.2.2  大功率電推進研究現狀
  1.3  電化學混合式推進
  1.4  電化學複合推進
    1.4.1  氣體燃燒動力學基礎
    1.4.2  等離子體助燃技術
    1.4.3  等離子體在電磁場中的運動
    1.4.4  電化學複合推進技術內涵
  參考文獻
第2章  航天器軌道轉移
  2.1  航天器軌道轉移基礎
    2.1.1  空間坐標系
    2.1.2  二體問題與軌道要素
    2.1.3  航天器運行軌道
    2.1.4  軌道轉移動力學問題
  2.2  一般情形航天器軌道轉移過程
    2.2.1  軌道轉移控制策略
    2.2.2  幾種常見的軌道轉移過程
  2.3  應用電推進的軌道轉移過程
    2.3.1  基於電推進的軌道轉移特點
    2.3.2  電推進軌道轉移策略概述
  2.4  未來航天器空間軌道轉移需求
    2.4.1  未來機動平台能力發展方向
    2.4.2  新型空間任務對推進系統的要求
  參考文獻
第3章  磁等離子體推進技術
  3.1  磁等離子體推力器技術內涵
    3.1.1  工作機理介紹
    3.1.2  性能作用因素分析
    3.1.3  涉及的關鍵技術
  3.2  磁等離子體推力器研究現狀
    3.2.1  國外研究現狀
    3.2.2  國內研究現狀
  3.3  空間應用前景分析
    3.3.1  空間應用能源供給問題
    3.3.2  「Onset」問題
    3.3.3  陰極燒蝕問題
    3.3.4  發展建議
  參考文獻
第4章  脈衝爆震發動機技術
  4.1  爆震的物理基礎
    4.1.1  幾種典型的燃燒現象
    4.1.2  Chapman-Jouguet 理論
    4.1.3  爆震熱力學效率分析
    4.1.4  爆震波結構
  4.2  脈衝爆震發動機技術內涵
    4.2.1  脈衝爆震發動機循環過程

    4.2.2  現代高頻PDRE 技術
  4.3  脈衝爆震發動機的性能分析
    4.3.1  「Wintenberger」模型
    4.3.2  等容循環模型
  4.4  脈衝爆震發動機研究現狀
    4.4.1  國外研究現狀
    4.4.2  國內研究現狀
  4.5  空間應用前景分析
  參考文獻
第5章  空間電化學複合推進系統方案
  5.1  系統組成
  5.2  空間電能供給
    5.2.1  初級功率源選擇
    5.2.2  太陽電池- 蓄電池組合供電系統
    5.2.3  電源處理單元
    5.2.4  電化學複合推進電源設計要求
  5.3  工質儲存與供給
    5.3.1  化學推進劑儲存與供給技術
    5.3.2  電推進工質儲存與供給技術
    5.3.3  低溫推進劑長期在軌儲存技術
    5.3.4  基於水電解技術的在軌工質供給方案
  參考文獻
第6章  複合加速腔設計
  6.1  總體設計
    6.1.1  設計要求
    6.1.2  總體結構方案
  6.2  陽極外筒
    6.2.1  理論計算
    6.2.2  結構設計
  6.3  尾噴管
    6.3.1  噴管選型
    6.3.2  結構設計
  6.4  陰極桿
    6.4.1  理論計算
    6.4.2  結構設計
  6.5  其他組件
    6.5.1  腔體冷卻組件
    6.5.2  系統裝配
  參考文獻
第7章  電源系統設計
  7.1  阻抗特徵分析
  7.2  理論設計與工程研製
    7.2.1  電路拓撲及原理介紹
    7.2.2  關鍵部組件設計
    7.2.3  可靠性及結構設計
  7.3  空間應用優化設計考慮
    7.3.1  空間環境因素影響簡析
    7.3.2  空間適應性優化設計
  參考文獻
第8章  工質供給系統設計

  8.1  供給量需求分析
  8.2  供給方式選擇
    8.2.1  供給速度控制
    8.2.2  氫/ 氧混合方式
  8.3  系統方案設計
    8.3.1  氫氧混合特性模擬計算
    8.3.2  腔內混合器設計
    8.3.3  氣路布局及元件選型
    8.3.4  控制模塊設計
  參考文獻
第9章  實驗研究
  9.1  實驗系統及測試方法
  9.2  性能測試及結果分析
    9.2.1  點火延時影響
    9.2.2  背景壓強影響
    9.2.3  混合物配比及濃度影響
    9.2.4  結構參數影響
    9.2.5  電源參數影響
    9.2.6  外加磁場影響
    9.2.7  腔內壓強分佈診斷
  9.3  實驗研究總結
第10章  數值模擬研究
  10.1  爆震燃燒數值模擬方案
    10.1.1  爆震燃燒模擬控制方程
    10.1.2  爆震燃燒模擬數值方法
  10.2  粒子模擬方案
    10.2.1  低溫等離子體數值模擬模型簡介
    10.2.2  粒子模擬方法介紹
  10.3  電化學複合推進模擬方案
    10.3.1  弱耦合模擬方法
    10.3.2  模擬模型設計
    10.3.3  考慮的碰撞類型及截面數據
  10.4  複合推進氫氧放電特性模擬
  10.5  複合推進氫氧爆震燃燒模擬
  10.6  複合推進弱耦合模擬
    10.6.1  流場特徵
    10.6.2  推力與放電電流的關係
    10.6.3  效率與輸入功率的關係
    10.6.4  弱耦合處理前後結果對比
  10.7  數值模擬研究總結
  參考文獻
第11章  空間應用簡析
  11.1  應用前景分析
    11.1.1  載人深空探測
    11.1.2  戰略載荷快速投送
    11.1.3  電化學複合推進適用性分析
  11.2  相關配套技術
    11.2.1  空間大功率核電源技術
    11.2.2  軌道設計技術
  參考文獻

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