一种基于相变的微型推进器的制作方法

本发明涉及微推进器领域，尤其涉及一种基于相变的微型推进器。

背景技术：

目前，推进器的驱动方式有压电陶瓷驱动，电渗流，热气泡驱动等，压电陶瓷驱动是利用脉冲电压对压电陶瓷的作用，使液体收到挤压喷射出来，该种喷射方式需要电压周期性改变方向；电渗流驱动液体喷射，是利用带电液体在电场中的定向移动，促进液体喷射出来，此种驱动方式要求液体是带电液体，并且由于表面张力的影响，门槛电压一般都在3kV以上；热气泡驱动是利用电阻加热，使得液体中产生气泡，气泡破裂，液体喷出，该种驱动方式对喷口的损害较大，喷口不能长时间使用。

技术实现要素：

发明目的：为了克服各种驱动方式的局限性，扩大推进器的应用领域；本发明提出一种基于相变的微型推进器。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于相变的微型推进器，包括推进器本体和喷嘴，所述喷嘴包括玻璃纳米管、金纳米棒、液态氟碳、PLGA纳米粒和激光发生器，玻璃纳米管为圆柱体结构，尾部设有尖端出口；金纳米棒、液态氟碳和PLGA纳米粒设在纳米玻璃管内，金纳米棒设在纳米玻璃管内轴心部；激光发生器设在玻璃纳米管外的轴心位置，激光发生器与玻璃纳米管底部相接。

上述底部为玻璃纳米管尖端的相反端。

工作原理：本发明基于相变的微型推进器，激光发生器照射在金纳米棒上，给以200mW的激光，沿着金纳米棒的径向扫射，金纳米棒受到辐射，激光的光能传递给金纳米棒，金纳米棒的原子振动将光能转变为热能，金纳米棒受热膨胀，PLGA分子受热运动，促进液态氟碳的对流，液态氟碳的流动加速，受热均匀；继续照射金纳米棒，液态氟碳受热汽化，喷出喷口；在液态情况下，由于表面张力的作用，可以保持液态氟碳不泄露；通过控制激光发生器的功率控制液态氟碳的汽化速率，从而控制推进器的推进速度，使得微型卫星以不同的速度运行。

优选，所述玻璃纳米管为石英玻璃纳米管，能控制喷射的流量。

优选，所述玻璃纳米管直径为20-100nm。

所述金纳米棒的浓度为100ug/ml，能提高导热性能。

所述玻璃纳米管外还设有与玻璃纳米管相接的光声成像仪，能记录液态氟碳的光声信号，以此证明液态氟碳发生了液气相的转变。

所述推进器本体设有两个以上喷嘴，所述喷嘴进行阵列设置，能使推进器获得更大推力，促进推进器各个方向上的变轨。

本发明未提及的技术均为现有技术。

有益效果：本发明基于相变的微型推进器的玻璃纳米管出口直径可控，通过控制玻璃微纳米管的出口直径，以控制喷射的流量，同时在液态情况下，由于表面张力的作用，能保持液态氟碳不泄露；通过控制激光发生器的功率控制液态氟碳的汽化速率，从而控制推进器的推进速度，使得微型卫星以不同的速度运行；在卫星上对喷嘴进行阵列安装，能提供更大的推力和控制卫星的不同方向。

附图说明

图1为本发明基于相变的微型推进器喷嘴结构示意图；

图2为本发明基于相变的微型推进器喷嘴喷射示意图；

图3为本本发明基于相变的微型推进器喷嘴阵列设置示意图；

图中，1为玻璃纳米管、2为金纳米棒、3为液态氟碳、4为PLGA纳米粒、5为激光发生器。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1-2所示，一种基于相变的微型推进器，包括推进器本体和喷嘴，喷嘴包括玻璃纳米管1、金纳米棒2、液态氟碳3、PLGA纳米粒4和激光发生器5，玻璃纳米管1为圆柱体结构，尾部设有尖端出口；金纳米棒2、液态氟碳3和PLGA纳米粒4设在纳米玻璃管内，金纳米棒2设在纳米玻璃管内轴心部；激光发生器5设在玻璃纳米管1外的轴心位置，激光发生器5与玻璃纳米管1底部相接；玻璃纳米管1为石英玻璃纳米管1；玻璃纳米管1出口直径为20nm；金纳米棒2的浓度为100ug/ml；玻璃纳米管1外还设有与玻璃纳米管1相接的光声成像仪。

热是分子微观的无序运动，与体系的熵变有关，热的传递有辐射、对流和传导三种方式，一般的电磁波加热都是通过辐射进行的，激光与一般电磁波的区别是：激光具有方向性，一般的光子很难照射一点，持续给一点加热，而激光可以做到。本发明基于相变的微型推进器，激光发生器5照射在金纳米棒2上，给以200mW的激光，沿着金纳米棒2的径向扫射，金纳米棒2受到辐射，激光的光能传递给金纳米棒2，金纳米棒2的原子振动将光能转变为热能，金纳米棒2受热膨胀，PLGA分子受热运动，促进液态氟碳3的对流，液态氟碳3的流动加速，受热均匀；继续照射金纳米棒2，液态氟碳3受热汽化，喷出喷口；在液态情况下，由于表面张力的作用，可以保持液态氟碳3不泄露；通过控制激光发生器5的功率控制液态氟碳3的汽化速率，从而控制推进器的推进速度，使得微型卫星以不同的速度运行。

本发明基于相变的微型推进器的玻璃纳米管1直径可控，通过控制玻璃微纳米管的直径，以控制喷射的流量，同时在液态情况下，由于表面张力的作用，能保持液态氟碳3不泄露；通过控制激光发生器5的功率控制液态氟碳3的汽化速率，从而控制推进器的推进速度，使得微型卫星以不同的速度运行。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：玻璃纳米管1出口直径为100nm。

实施例3

与实施例1基本相同，所不同的是：如图3所示，推进器本体设有两个以上喷嘴，喷嘴进行阵列设置。在卫星上对喷嘴进行阵列安装，能提供更大的推力和控制卫星的不同方向。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本发明的保护范围。