北京理工大學(xué)微型脈沖等離子體推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用
發(fā)布日期：2024-05-06 供稿：宇航學(xué)院 攝影：宇航學(xué)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(xué)宇航學(xué)院宇航推進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)研制的微型脈沖等離子體推進(jìn)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)BPPT-1）在軌點(diǎn)火成功并穩(wěn)定工作,。該推進(jìn)系統(tǒng)搭載紫微科技（AZSPACE）研制的“迪邇一號(hào)·梁溪號(hào)”衛(wèi)星于2023年12月17日由星際榮耀雙曲線一號(hào)（遙七）商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射進(jìn)入500km太陽(yáng)同步軌道，是北京理工大學(xué)第一款成功在軌點(diǎn)火并長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的空間電推進(jìn)系統(tǒng),。
BPPT-1微型脈沖等離子體推進(jìn)系統(tǒng)由北京理工大學(xué)研制。推進(jìn)系統(tǒng)為脈沖式工作模式,，可作為微小衛(wèi)星動(dòng)力裝置,，承擔(dān)軌道維持、姿態(tài)控制,、離軌等任務(wù),。2024年4月16日， BPPT-1在太空進(jìn)行了點(diǎn)火,，相機(jī)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(shí),，標(biāo)志著本次在軌任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功,。
圖2 BPPT-1在軌點(diǎn)火圖
脈沖等離子體推力器是一種固體工質(zhì)電磁式空間推進(jìn)裝置，是空間微推進(jìn)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),，其工作原理涉及固體燒蝕,、磁流體力學(xué)、脈沖放電等多學(xué)科領(lǐng)域,。北京理工大學(xué)宇航學(xué)院宇航推進(jìn)團(tuán)隊(duì)自2007年開(kāi)始相關(guān)研究,，在點(diǎn)火機(jī)理、固體燒蝕,、氣體電離,、能量分配、理論建模等方面開(kāi)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(xiàng)自然科學(xué)基金項(xiàng)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(lǐng)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(kāi)始研制,，研究團(tuán)隊(duì)成員包括教師,、研究生和本科生，教師負(fù)責(zé)具體指導(dǎo),，學(xué)生深度參與整個(gè)研制流程,。團(tuán)隊(duì)按進(jìn)度完成了推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工和裝配工作,，于2020年10月完成了整機(jī)研制和性能測(cè)試,。隨后,，樣機(jī)完成了環(huán)境試驗(yàn)并于2023年1月交付衛(wèi)星總體。
圖3 BPPT-1樣機(jī)和地面試驗(yàn)圖
本項(xiàng)目也是研究團(tuán)隊(duì)深化科教融合,，深入落實(shí)產(chǎn)學(xué)研用一體化,，培養(yǎng)領(lǐng)軍領(lǐng)導(dǎo)人才的典型案例。參加項(xiàng)目的學(xué)生在校期間表現(xiàn)優(yōu)異,，發(fā)表多篇高水平論文,，在全國(guó)大學(xué)生等離子體科技創(chuàng)新競(jìng)賽獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng),、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和三等獎(jiǎng)1項(xiàng),，在校期間獲得教育部研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金3次、北京理工大學(xué)徐特立獎(jiǎng)學(xué)金1次和工信創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金特等獎(jiǎng),。參與項(xiàng)目的學(xué)生論文獲評(píng)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文,、北京理工大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文以及全國(guó)高等學(xué)校航空航天類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)成果交流會(huì)一等獎(jiǎng)。目前,，已有項(xiàng)目參與學(xué)生入職中國(guó)星網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有限公司,、航天科工集團(tuán)二院二部、中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所等航空航天企業(yè),，為國(guó)家航空航天事業(yè)發(fā)展繼續(xù)奮斗,。
未來(lái)，北京理工大學(xué)宇航推進(jìn)團(tuán)隊(duì)將不斷推出性能更先進(jìn)的空間微推進(jìn)系統(tǒng),，發(fā)揮人才培養(yǎng),、科教融合、產(chǎn)教融合,、成果轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì),，培育一代代“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗,、特別能攻關(guān),、特別能奉獻(xiàn)”的載人航天領(lǐng)域領(lǐng)軍領(lǐng)導(dǎo)人才。
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