本发明属于电喷雾推力器应用领域，涉及一种MEMS电喷雾推力器阵列电中性控制方法。
背景技术：
MEMS电喷雾推力器是目前微纳卫星推进领域的研究热点之一。MEMS电喷雾推力器阵列在工作过程中，推进剂(离子液体)在电场力、表面张力等多物理场耦合作用下向外喷射带电粒子或液滴，从而产生推力。但随着时间的积累，单一喷射带正电的粒子或带负电的粒子，推力器将发生电荷积累，使得整星带整电或者负电，这对推力器正常工作甚至星体安全将造成不利影响。
对于单个MEMS电喷雾推力器阵列的工作原理参见图1，如图1所示，发射极内的推进剂在毛细作用下到达尖端附近，在抽取极所施加的抽取电压(Vext)作用下，在发射极尖端形成泰勒锥，并进一步喷射出带电的离子/带电液滴；喷射出的带电的离子/带电液滴在加速极所施加的加速电压(Vacc)作用下，进一步加速，以较高的喷射速度喷出产生推力。由于喷出的粒子带正电或带负电，会使得推力器失去电中性，产生电荷积累。
现有电中性控制方法是在推力器上增加额外的中和器，这样不仅增加了推力器重量，还增加了推力器复杂度，降低了系统可靠性。
本发明为了解决MEMS电喷雾推力器阵列在微纳卫星应用中出现的电荷积累的问题，提出一种电中性控制方法。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提供一种MEMS电喷雾推力器电中性控制方法，解决了MEMS电喷雾推力器阵列应用过程中的电中性控制问题，同时解决了MEMS电喷雾推力器阵列应用过程中推力连续和均匀性的问题。
本发明的技术方案是：
提供一种MEMS电喷雾推力器电中性控制方法，两个推力器并列放置同时工作，其中一个喷射带正电的粒子，另一个喷射带负电的粒子。
优选的，两个推力器周期性变换喷射粒子的极性。
优选的，变换喷射粒子的极性的频率为1Hz～20Hz。
提供另一种MEMS电喷雾推力器电中性控制方法，设置四个推力器，第一、四推力器喷射的粒子极性与第二、三推力器喷射的粒子极性相反，第一推力器和第二推力器横向并列放置，第一推力器和第三推力器竖向并列放置，第二推力器和第四推力器竖向并列放置；两个喷射粒子极性相反的推力器同时工作，或者四个推力器同时工作。
优选的，四个推力器周期性变换喷射粒子的极性。
优选的，变换喷射粒子的极性的频率为1Hz～20Hz。
提供另一种MEMS电喷雾推力器电中性控制方法，设置八个推力器，第一、三、六、八推力器喷射的粒子极性与第二、四、五、七推力器喷射的粒子极性相反，第一推力器、第二推力器、第三推力器依次横向排列；第一推力器、第四推力器、第六推力器依次竖向排列；第六推力器、第七推力器、第八推力器依次横向排列；第三推力器、第五推力器、第八推力器依次竖向排列；两个喷射粒子极性相反的推力器同时工作，或者八个推力器同时工作。
优选的，四个推力器周期性变换喷射粒子的极性。
优选的，变换喷射粒子的极性的频率为为1Hz～20Hz。
优选的，根据需要开启两组推力器，每组推力器包括两个相邻的推力器，两组推力器之间互不相邻。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明中通过将多台MEMS电喷雾推力器串联配对工作，进行羽流中和，以保持推力器整体电中性，避免电荷积累，方法简单，并且未引入额外设备，没有增加卫星的重量。
(2)本发明的推力器组合方式灵活多样，可以根据实际需求的推力器数量进行串联组合，适用于多种场景，具有一定的推广性和广泛适用性。
(3)本发明针对同一推力器通过周期性的变换电极电压极性，使推力器交替喷射正电粒子或负电粒子，这样两台配对推力器喷射带相反电荷的粒子或液滴，保证了两台推力器整体推力的连续性和均匀性。
附图说明
图1为单个MEMS电喷雾推力器工作原理示意图；
图2为本发明MEMS电喷雾推力器电中心控制方法示意图；
图3为两个MEMS电喷雾推力器组合电中心控制方法示意图；
图4为四个MEMS电喷雾推力器组合电中心控制方法示意图；
图5为八个MEMS电喷雾推力器组合电中心控制方法示意图。
具体实施方式
在MEMS电喷雾推力器阵列工作过程中由于带电粒子/液滴的喷出，若不采用一定电中性控制方法，推力器本身将会发生电荷积累，从而导致推力器本身无法正常工作，甚至影响星体其他静电敏感载荷的正常工作。传统电推进推力器电中性控制方法是采用专门的阴极中和器来实现中和，但这种方法将影响整个推进器的推力和效率，并增加了系统的重量和复杂度。
为了消除上述工作过程产生的电荷积累问题及推力器效率问题，本发明采用两个推力器互补工作。如图2所示，推力器A喷带正电粒子，推力器B采用极性相反的抽取电压(Vext)和加速电压(Vacc)使其喷带负电粒子。带正电的粒子和带负电的粒子会在中和区相互碰撞中和后使羽流整体呈现电中性。由于推力器A和推力器B喷射出的带电粒子质量可能不同，因此会导致推力器A和B推力不平衡，为了保证推力的均匀性和连续性，需要周期性(变换频率一般为1Hz～20Hz)的交换推力器A和推力器B的抽取电压(Vext)和加速电压(Vacc)极性，使两个推力器喷射出的带电粒子极性正好相反。
推力器组合工作的方式可以多样，根据实际的工作需要，可以两个相互组合中和电荷，也可以四个相互组合中和电荷、八个相互组合中和电荷。
实施例1
本实施采用两个推力器相互中和，第一推力器喷带正电粒子，第二推力器采用极性相反的抽取电压(Vext)和加速电压(Vacc)使其喷带负电粒子。正电粒子和负电粒子会在中和区中和后程电中性。第一推力器和第二推力器并列放置，第一推力器和第二推力器的加速极板相连并共地，第一推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为Vacc)；第二推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为-Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为-Vacc)，连接方式如图2所示。相反，使第一推力器喷带负电粒子，第二推力器喷带正电粒子，亦可实现相互中和。
实施例2
本实施采用四个推力器相互中和，四个推力器，共地设置，第一、四推力器喷带正电粒子，第二、三推力器采用极性相反的抽取电压(Vext)和加速电压(Vacc)使其喷带负电粒子，周期性变换喷射粒子的极性。正电粒子和负电粒子会在中和区中和后程电中性。第一推力器和第二推力器横向并列放置，加速极板、抽取极板和发射极板分别横向对应相邻连接。第一推力器和第三推力器竖向并列放置，加速极板、抽取极板和发射极板分别竖向对应相邻连接。第二推力器和第四推力器竖向并列放置，加速极板、抽取极板和发射极板分别竖向对应相邻连接。同时第三推力器和第四推力器横向并列放置，加速极板、抽取极板和发射极板分别横向对应相邻连接。可以使第一、四推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为Vacc)；第二、三推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为-Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为-Vacc)。由于每个携带正电荷的推力器周围有两个携带负电荷的推力器，每个携带负电荷的推力器周围有两个携带正电荷的推力器，同样可以达到电荷中和的目的。为了保证推力的均匀性和连续性，周期性变换喷射粒子的极性，但保持第一、四推力器喷射电粒子电性相同，与第二、三推力器喷射电粒子电性相反。
可以根据实际情况进行选择，例如可以选择四个推力器同时工作，也可以仅开启两个相邻的喷射粒子极性相反的推力器，例如仅开启第一、二推力器，或者仅开启第一、三推力器，同样能够实现电荷中和。
实施例3
本实施采用八个推力器相互中和，八个推力器，共地设置，第一、三、六、八推力器喷带正电粒子，第二、四、五、七推力器采用极性相反的抽取电压(Vext)和加速电压(Vacc)使其喷带负电粒子。正电粒子和负电粒子会在中和区中和后程电中性。第一推力器、第二推力器、第三推力器依次横向排列，加速极板、抽取极板和发射极板依次横向对应相邻连接。第一推力器、第四推力器、第六推力器依次竖向排列，加速极板、抽取极板和发射极板依次竖向对应相邻连接。第六推力器、第七推力器、第八推力器依次横向排列，加速极板、抽取极板和发射极板依次横向对应相邻连接。第三推力器、第五推力器、第八推力器依次竖向排列，加速极板、抽取极板和发射极板依次竖向对应相邻连接。第二推力器与第七推力器之间空置一个推力器的位置。为了保证推力的均匀性和连续性，周期性变换喷射粒子的极性。但保持第一、三、六、八推力器喷喷射电粒子电性相同，与第二、四、五、七推力器喷射电粒子电性相反。可以使第一、三、六、八推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为Vacc)；第二、四、五、七推力器抽取极板和发射极接抽取电压源(两电极间抽取电压为-Vext)，抽取极板和加速极板接加速电压源(两电极间加速电压为-Vacc)，反之亦可实现电性中和。
可以根据实际情况进行选择，例如可以选择八个推力器同时工作，也可以仅开启两个相邻的喷射粒子极性相反的推力器，例如仅开启第一、二推力器，仅开启第一、四推力器，仅开启第四、六推力器…同样能够实现电荷中和。另外还可以根据需要开启两组推力器，每组推力器包括两个相邻的喷射粒子极性相反的推力器，两组推力器之间互不相邻，例如开启第一、四推力器和第五、八推力器；第一、四推力器和第三、五推力器；第一、四推力器和第七、八推力器…
本发明中通过将多台MEMS电喷雾推力器串联配对工作，进行羽流中和，以保持推力器整体电中性，避免电荷积累。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。