甘油的黏度对激光等离子体推进的影响

郑志远，贺 然，董爱国，樊振军

（1.中国地质大学物理实验教学示范中心，北京100083；2.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083）

1 引 言

强激光辐照到物质表面将物质离化，产生高速喷射的等离子体.在等离子体喷射的同时，由于动量守恒，产生反方向的作用力，这便是激光等离子体推进的基本原理.激光等离子体推进由于其耦合系数高、发射成本低、有效载荷比高等特点而成为近几年推进领域的研究热点[1－2].在激光等离子体推进中，根据其推进材料形态的不同分为固体靶材、气体靶材和液体靶材推进.一般来说，液体靶材具有较高的动量耦合系数，且便于存储和供给，是一种理想的推进材料.日本科学家Yabe于2002年首先研究了液体水作为烧蚀材料的激光推进，冲量耦合系数达到3 500N／MW，由此掀起了研究液体靶材的高潮[3].中国科学院物理研究所的张杰小组通过较好地设计约束型靶结构，将液体水的冲量耦合系数提高到了2 500N／MW，相对于直接烧蚀提高了近2个数量级[4－5].Uchida等人对二乙醚、水、乙二醇等液体进行了测量，并提及液体黏度对推进效果的影响[6].对于所有的这些液体靶材而言，在烧蚀过程中存在严重的溅射现象，影响了推进效率，特别是推进比冲，目前报道的液体推进中的比冲仅为几s，这一点严重限制了液体推进剂的进一步应用.为解决比冲低的问题，美国学者Sinko[7]在实验中采用小体积的容器来限制与激光相互作用的液体的量，洪延姬小组采用雾……