微型推进系统伴随微小卫星的快速发展而获得深入研究,凝胶推进剂兼具传统固态推进剂和液态推进剂的主要优点,被认为是未来航空航天推进系统中的主要燃料,有着广泛应用前景。由于凝胶推进剂的剪切变稀和触变特性,传统雾化方式雾滴尺寸大、可控性差,限制了其燃烧效率的提升。静电雾化技术利用电场力将液体拉碎成微纳级雾滴,可用于粘性液体的雾化。本文提出采用静电雾化技术对凝胶推进剂进行雾化,研究其雾化行为规律、多针管喷头静电雾化等内容,主要工作如下:(1)仿真分析凝胶推进剂静电雾化的可行性,并研究供给电压、溶液粘度、表面张力等参数对其雾化效果的影响,获得凝胶推进剂静电雾化的条件参数。(2)根据实际凝胶推进剂配置具有相似流变特性的水凝胶模拟液,搭建实验平台研究其稳定静电雾化的实验参数,供液速率10～30 μL/h,工作电压5～8 kV;探究收集距离、针管规格、溶液特性等参数对雾化液滴粒径分布和雾化散射角分布的影响,结果表明雾滴粒径和散射角均随着收集距离的增大和针管直径的减小而减小,籍此研究分析多针管喷头静电喷雾并获得理想雾化效果的可行性。(3)针对多针管喷头结构的需求以及针管间的电场抑制作用,提出针管多层正六边形排布方式,仿真分析针管间距、针管规格和针管长度对针管间电场抑制作用的影响,从而确定针管间距为10mm;利用针管高度梯度分布的方式进一步削弱电场抑制作用,获得针管高度梯度分布参数,即中部两层针管高度梯度分别为3.5 mm和1.5 mm;研究储液腔体高度以及针管高度梯度分布对各针管出液速率均匀性的影响,最终得到多针管喷头电场和流体速度均匀分布的结构参数,可用于凝胶推进剂多针管的稳定静电雾化之中。(4)根据仿真参数设计并加工多针管喷头结构,通过实验验证凝胶推进剂多针管静电喷雾的稳定性,获得了良好的雾化效果;针对双组元多针管喷头射流撞击系统,研究气压冲击对静电雾化稳定性的影响以及不锈钢丝网诱导射流用于双组元系统的可行性;最后设计了双组元多针管喷头射流撞击燃烧系统用于双组元射流雾化燃烧试验。