[發明專利]航天器超導磁推進裝置

有效

• 申請號: 201811284812.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109573106B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 全榮輝;戴天屹;馬家興;方美華;呂金鵬;郭義盼
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種航天器超導磁推進裝置，其特征在于，包括磁場測量模塊（102）、加速度計量模塊（103）、控制模塊（104）、電源模塊（105）、超導線圈單元（106）和液氦制冷系統（108）；

所述控制模塊（104）分別與磁場測量模塊（102）、加速度計量模塊（103）、電源模塊（105）、超導線圈單元（106）和液氦制冷系統（108）連接；

所述超導線圈單元（106）分別與電源模塊（105）和液氦制冷系統（108）相連接；

所述磁場測量模塊（102）用于測量空間磁場矢量大小為控制模塊（104）提供電源控制輸入參數；

所述加速度計量模塊（103）用于測量航天器的加速度變化為控制模塊（104）提供反饋參數；

所述控制模塊（104）用于監測加速度計模塊（102）和磁場測量模塊（103）信號并根據設定程序控制電源模塊（105）；

所述電源模塊（105）為超導線圈單元（106）供電，所述電源模塊（105）與超導線圈單元（106）之間通過大電流電源線（110）連接；

所述超導線圈單元（106）用于擴大其內外兩側行星磁場所產生的安培力差別，形成非零合力；

所述超導線圈單元（106）包括儲藏罐、超導線圈（202）、超導管（204）和支撐結構；

所述儲藏罐為密封結構，超導線圈（202）、超導管（204）和支撐結構均位于儲藏罐內；

所述超導管（204）固定在支撐結構上，并與支撐結構圍成中空同心圓結構；

所述超導線圈（202）繞接在所述中空同心圓結構的空心內外；

所述液氦制冷系統（108）用于液氦制冷循環；

所述超導線圈單元（106）與液氦制冷系統（108）之間通過液氦導管（107）連接。

2.根據權利要求1所述的一種航天器超導磁推進裝置，其特征在于，

所述儲藏罐由單層的外層壁（210）組成；

所述外層壁（210）上設置有液氦出氣口（201）、超導線入口（205）、液氦出口（207）、液氦入口（208）和超導線出口（209）；

所述支撐結構包括外層支撐結構（203）和內層支撐結構（206）；

所述超導管（204）夾在外層支撐結構（203）和內層支撐結構（206）之間，圍成中空同心圓結構；

所述超導線圈（202）采用繞接方式，由超導線入口（205）引入，穿過外層支撐結構（203）、超導管（204）和內層支撐結構（206）所圍成的中空同心圓結構的空心內外，在它們里外繞接之后由超導線出口（209）引出。

3.根據權利要求2所述的一種航天器超導磁推進裝置，其特征在于，所述外層壁（210）由無磁不銹鋼或鈦合金制成；

所述液氦出氣口（201）、超導線入口（205）、液氦出口（207）、液氦入口（208）和超導線出口（209）均由無磁不銹鋼材料制成；

所述外層支撐結構（203）和內層支撐結構（206）均由鋁純度99%以上鋁合金制成；

所述超導管（204）由超導材料制成且壁厚在0.5mm以上。

4.根據權利要求1所述的一種航天器超導磁推進裝置，其特征在于，所述儲藏罐由雙層的內層壁（212）和外層壁（210）組成；

所述內層壁（212）和外層壁（210）之間注入有液氦；

所述支撐結構包括外層支撐結構（203）和內層支撐結構（206）；

所述超導管（204）固定于外層支撐結構（203）和內層支撐結構（206）之間，圍成中空同心圓結構；

所述超導線圈（202）、外層支撐結構（203）、超導管（204）和內層支撐結構（206）均位于內層壁（212）所包裹的空間內且不與液氦直接接觸；

所述外層壁（210）上設置有液氦出氣口（201）、超導線入口（205）、液氦出口（207）和液氦入口（208）；

所述超導線圈（202）采用繞接方式，由超導線入口（205）引入，穿過外層支撐結構（203）、超導管（204）和內層支撐結構（206）所圍成的中空同心圓結構的空心內外；

所述中空同心圓結構的空心部分、外層壁（210）和內層壁（212）之間貫通設置有密封柱（211）。

5.根據權利要求4所述的一種航天器超導磁推進裝置，其特征在于，制成所述液氦出氣口（201）、密封柱（211）、液氦出口（207）、內層壁（212）、外層壁（210）和液氦入口（208）的材料包括無磁不銹鋼或鈦合金。