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第1章 绪论 1

1.1 先进航天推进技术的发展背景 1

1.2 火箭推进基本原理 4

1.3 火箭推进基本性能参数 5

1.4 先进航天推进技术简介 7

参考文献 9

第2章 先进化学推进 11

2.1 引言 11

2.2 高能量密度的化学推进 12

2.2.1 高能量固体推进剂 12

2.2.2 高能量液体推进剂 13

2.3 轻质贮箱 14

2.4 精确的推进剂控制和混合技术 16

参考文献 17

第3章 激光推进 19

3.1 引言 19

3.2 主要推进性能参数 20

3.3 连续激光推进 22

3.3.1 连续激光推进的工作原理 22

3.3.2 连续激光推进存在的问题 24

3.3.3 双流连续激光推进 26

3.3.4 分子吸收连续激光推进 27

3.4 脉冲激光推进 28

3.4.1 脉冲激光推进的工作原理 28

3.4.2 高重频脉冲激光推进 35

3.5 换热式激光推进 42

3.6 激光推进的关键技术 43

3.7 激光推进的发展现状 44

3.7.1 理论研究 45

3.7.2 推进剂设计 46

3.7.3 推力器构型设计 48

3.8 激光推进的应用前景 50

3.8.1 单级发射微小卫星 50

3.8.2 在轨卫星的姿轨控 51

3.8.3 临近空间激光动力飞行器 52

3.8.4 高超声速飞行器减阻 52

3.8.5 空间碎片清除 52

参考文献 54

第4章 微波推进 58

4.1 引言 58

4.2 微波推进基本原理 59

4.3 微波推进的关键技术 61

4.3.1 高能微波源技术 61

4.3.2 高能微波传输频率设计技术 62

4.3.3 天线技术 63

4.3.4 相控阵技术 65

4.3.5 腔体设计技术 65

4.3.6 喷管设计技术 66

4.4 微波推进的发展现状 67

4.4.1 美国MET的发展 68

4.4.2 美国MPT的发展 70

4.5 微波推进的应用前景 71

参考文献 75

第5章 核推进与反物质推进 77

5.1 引言 77

5.2 裂变推进 78

5.2.1 固体堆芯推进 79

5.2.2 液氧增益推进 81

5.2.3 粒子床推进 82

5.2.4 液体堆芯推进 83

5.2.5 气体堆芯推进 83

5.2.6 放射性同位素推进 84

5.2.7 核热／核电混合推进 85

5.2.8 裂变碎片推进 86

5.2.9 核爆炸脉冲推进 87

5.3 聚变推进 88

5.3.1 惯性约束聚变推进 89

5.3.2 磁约束聚变推进 92

5.3.3 惯性静电约束聚变 93

5.4 反物质推进 94

5.4.1 反物质基本概念 94

5.4.2 反物质推力器概念 95

5.4.3 反物质推进的应用 97

参考文献 98

第6章 电推进 100

6.1 引言 100

6.2 电推进的性能描述 102

6.3 电热式推进 104

6.3.1 电阻加热推力器 105

6.3.2 电弧加热推力器 106

6.4 静电式推进 109

6.4.1 静电式推进基本原理 109

6.4.2 电子轰击离子推力器 111

6.4.3 接触离子推力器 113

6.4.4 微波离子推力器 113

6.4.5 射频离子推力器 113

6.4.6 等离子体离析离子推力器 113

6.4.7 放射性同位素离子推力器 113

6.5 电磁式推进 114

6.5.1 电磁式推进基本原理 114

6.5.2 霍尔推力器 115

6.5.3 脉冲等离子体推力器 118

6.5.4 磁等离子动力学推力器 119

6.5.5 脉冲感应推力器 121

6.5.6 电子回旋共振推力器 122

6.6 电推进的发展与应用 123

6.6.1 电推进应用范围 123

6.6.2 电阻加热推力器的发展 125

6.6.3 电弧加热推力器的发展 125

6.6.4 静电推进的发展 127

6.6.5 霍尔推力器的发展及应用 129

6.6.6 脉冲等离子体的发展 132

6.6.7 磁等离子体推力器的发展 133

参考文献 133

第7章 微推进 136

7.1 引言 136

7.2 基于MEMS技术的微卫星和微推进 138

7.2.1 基于MEMS技术的微卫星发展 138

7.2.2 基于MEMS技术的微推进系统的优势 140

7.2.3 基于MEMS技术的微推进系统的局限性 142

7.3 冷气微推力器 143

7.4 场发射微推力器 145

7.4.1 场发射微推力器的基本原理 145

7.4.2 Cs-FEEP的发展 147

7.4.3 In-FEEP的技术水平及应用 148

7.5 胶体微推力器 152

7.5.1 胶体微推力器的基本原理 152

7.5.2 胶体微推力器的发展 154

7.6 脉冲等离子体微推力器 157

7.6.1 触发设计 157

7.6.2 自击穿设计 158

7.6.3 三电极设计 159

7.6.4 推进剂构型设计 160

7.6.5 推进剂烧蚀问题 160

7.6.6 脉冲等离子体微推力器的发展 161

7.7 激光烧蚀微推力器 161

7.7.1 毫秒脉宽激光烧蚀微推力器 162

7.7.2 纳秒脉宽激光烧蚀微推力器 167

7.8 固体推进剂微推力器 169

7.9 微推进的应用前景 171

7.9.1 LISA计划 171

7.9.2 DARWIN任务 173

参考文献 174

第8章 帆推进 177

8.1 引言 177

8.2 帆推进的基本原理 177

8.3 帆推进的分类 179

8.3.1 太阳帆 179

8.3.2 激光／微波帆 181

8.3.3 磁帆 182

8.4 帆推进的关键技术 183

8.4.1 帆的材料 184

8.4.2 帆的展开和稳定技术 184

8.4.3 激光器能量及光学系统设计 186

8.4.4 磁帆的热控制、结构等技术 186

8.5 帆推进的发展 188

8.6 帆推进的应用前景 192

8.6.1 星际航行 192

8.6.2 改变小行星轨道 193

8.6.3 人造月亮 193

参考文献 193

第9章 系留推进 194

9.1 引言 194

9.2 系绳的结构 195

9.3 系留推进的发展 196

9.4 系留推进的应用前景 198

9.4.1 系留拖曳高空探测 198

9.4.2 轨道转移 198

9.4.3 直接入轨或轨道提升 200

9.4.4 系留弹射 201

9.4.5 电动系绳在发电和推进的应用 201

9.4.6 库仑力系留 202

参考文献 203