美国航空航天公司新型等离子动力火箭设计可能使固体发动机可重启

发布时间：2026-06-02来源：空天大视野

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远望智库开源情报中心编译

美国航空航天公司一直在推进一种可重启固体火箭发动机（RSRM）的概念，这种推进配置长期以来存在工程难题，因为传统固体发动机点火后会持续燃烧，且无法在飞行中途节流或关闭。

为解决这一问题，航空航天公司正与南加州大学（USC）和海军研究生院（NPS）合作。他们正在研究利用纳秒脉冲等离子体放电（NPPD）机制克服传统固体火箭发动机的一次性使用限制。

NPPD是一种由非常短（通常小于100纳秒）高压电脉冲产生的低温等离子体。它已证明在增强燃烧方面的实用性。研究工作正在探讨NPPD是否能增强依赖燃烧产生的传统化学航天器推进器。

为什么可重启性对固体推进很重要

固体火箭发动机因其结构简单、保质期长和推重比高而受到青睐。与液体推进剂发动机不同，它们没有涡轮泵、推进剂管线或复杂的阀门组件，因此机械结构坚固耐用。

权衡一直是控制：一旦推进剂颗粒点燃，燃烧继续，直到燃料耗尽。对于需要多次燃烧的任务，如进入轨道后再进行远地点，这一限制历来推动设计者选择液体或混合系统。

可重启固体电机既能保持传统固体电机的机械简单性，又能恢复液态发动机在操作上的灵活性。这种组合对小型卫星运营商尤为有吸引力，因为他们通常无法承受液体双组份上面级的复杂性，但仍需要推进系统提供超过单一冲量。

航天公司微电子技术部项目负责人兼高级科学家亚历杭德罗·L·布里塞诺表示：“这一进步将大大提升我们卫星的机动性和支持政府和商业合作伙伴的能力。”

他进一步表示：“通过利用离子液体聚合物，我们打造了一个节能系统，发挥了前所未有的潜力，影响了任务的寿命、适应性和可持续性。离子液体聚合物结合了离子液体的热稳定性和聚合物的机械韧性，使推进剂在广泛的温度范围内保持稳定和电化学活性。”

现状

目前，研究团队设计了一款结合NPPD技术的概念验证推进装置。该装置使用电子控制的短等离子脉冲，所需能量极低。

该设计具有燃料多样性，允许根据特定任务需求定制推进剂。它也不使用压力容器，便于简单的装置制造。此外，其紧凑型结构将促进集成到从立方卫星到大型航天器的多种空间平台。

据航空航天公司称，早期研究结果令人鼓舞，并指向固体火箭推进控制的有意义进展。该工作目前处于实验室环境中的实验阶段。

随着技术的成熟，NPPD能够更有效地使航天器执行多阶段任务、轨道机动和深空航向修正。

原文链接：https://interestingengineering.com/space/restartable-solid-rocket-motor-concept

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