北京理工大學微型脈沖等離子體推進系統(tǒng)實現(xiàn)在軌應用
發(fā)布日期：2024-05-06 供稿：宇航學院 攝影：宇航學院
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圖1 衛(wèi)星發(fā)射和BPPT-1在衛(wèi)星上的位置
2024年4月,，北京理工大學宇航學院宇航推進研究團隊研制的微型脈沖等離子體推進系統(tǒng)（簡稱BPPT-1）在軌點火成功并穩(wěn)定工作,。該推進系統(tǒng)搭載紫微科技（AZSPACE）研制的“迪邇一號·梁溪號”衛(wèi)星于2023年12月17日由星際榮耀雙曲線一號（遙七）商業(yè)運載火箭發(fā)射進入500km太陽同步軌道,，是北京理工大學第一款成功在軌點火并長時間連續(xù)工作的空間電推進系統(tǒng)。
BPPT-1微型脈沖等離子體推進系統(tǒng)由北京理工大學研制。推進系統(tǒng)為脈沖式工作模式，可作為微小衛(wèi)星動力裝置,，承擔軌道維持、姿態(tài)控制,、離軌等任務,。2024年4月16日， BPPT-1在太空進行了點火,，相機拍攝到推力器羽流形貌,。之后，推力器連續(xù)穩(wěn)定工作21小時,，標志著本次在軌任務取得圓滿成功,。
圖2 BPPT-1在軌點火圖
脈沖等離子體推力器是一種固體工質電磁式空間推進裝置，是空間微推進領域的研究熱點,，其工作原理涉及固體燒蝕、磁流體力學,、脈沖放電等多學科領域,。北京理工大學宇航學院宇航推進團隊自2007年開始相關研究，在點火機理,、固體燒蝕,、氣體電離、能量分配,、理論建模等方面開展深入探索,，提出了多種提高脈沖等離子體推力器效率的新途徑。迄今已獲得5項自然科學基金項目支持,，在《AIAA Journal》《Journal of Propulsion and Power》《Aerospace Science and Technology》《Acta Astronautica》《Physics of Plasma》等航天和等離子體領域知名SCI期刊上發(fā)表論文19篇,。
BPPT-1的成功研制和在軌工作，是北理工有組織科研模式的成功案例之一。BPPT-1自2019年12月正式開始研制,，研究團隊成員包括教師,、研究生和本科生，教師負責具體指導,，學生深度參與整個研制流程,。團隊按進度完成了推進系統(tǒng)的設計、加工和裝配工作,，于2020年10月完成了整機研制和性能測試,。隨后，樣機完成了環(huán)境試驗并于2023年1月交付衛(wèi)星總體,。
圖3 BPPT-1樣機和地面試驗圖
本項目也是研究團隊深化科教融合,，深入落實產(chǎn)學研用一體化，培養(yǎng)領軍領導人才的典型案例,。參加項目的學生在校期間表現(xiàn)優(yōu)異,，發(fā)表多篇高水平論文，在全國大學生等離子體科技創(chuàng)新競賽獲得特等獎1項,、一等獎1項,、二等獎2項和三等獎1項，在校期間獲得教育部研究生國家獎學金3次,、北京理工大學徐特立獎學金1次和工信創(chuàng)新獎學金特等獎,。參與項目的學生論文獲評中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會優(yōu)秀碩士學位論文、北京理工大學優(yōu)秀碩士學位論文以及全國高等學校航空航天類專業(yè)本科畢業(yè)設計成果交流會一等獎,。目前,，已有項目參與學生入職中國星網(wǎng)網(wǎng)絡應用有限公司、航天科工集團二院二部,、中國直升機設計研究所等航空航天企業(yè),，為國家航空航天事業(yè)發(fā)展繼續(xù)奮斗。
未來,，北京理工大學宇航推進團隊將不斷推出性能更先進的空間微推進系統(tǒng),，發(fā)揮人才培養(yǎng)、科教融合,、產(chǎn)教融合,、成果轉化優(yōu)勢，培育一代代“特別能吃苦,、特別能戰(zhàn)斗,、特別能攻關、特別能奉獻”的載人航天領域領軍領導人才,。
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