[發明專利]超低軌可變推力吸氣式脈沖等離子體推力器

在審

• 申請號: 201910571530.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110159502A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 歐陽;吳建軍;張宇;程玉強;吳必琦;杜忻洳;李健;譚勝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明提供一種可變推力吸氣式脈沖等離子體推力器，包括吸氣道，用于對稀薄空氣進行壓縮并將其吸入推力器；儲氣器，用于存儲壓縮后的稀薄空氣；單向閥，設在儲氣器上，單向閥的進口與吸氣道的出氣口連通，單向閥的出口與儲氣腔連通，用于防止儲氣器內的稀薄空氣回流至吸氣道；放電腔，與儲氣器相連，用于對壓縮后的稀薄空氣進行電解和加速，進而產生推力；流量閥，設在儲氣器上，流量閥的進口與儲氣腔連通，流量閥的出口與放電腔連通，用于控制壓縮后的空氣進入放電腔的流量，進而控制推力產生的大小。實現了推力器對環境中稀薄空氣的捕獲、存儲、控制、電離和加速等過程，從而穩定產生推力。本發明應用于航天技術與等離子體領域。

技術領域

本發明涉及航天技術與等離子體領域，尤其涉及一種超低軌可變推力吸氣式脈沖等離子體推力器。

背景技術

隨著空間軌道的衛星數量日漸飽和，超低軌道成為了衛星拓展運行范圍、提升任務能力的新選擇。相對于其他軌道而言，衛星在超低軌道上運行，能夠顯著降低衛星的發射成本，提升其導航定位精度與響應速度，在天氣預測、兩極冰覆蓋監控、火災監控、農業監控、電子通信、定位導航、遙感等領域都有著廣闊的應用前景。然而，超低軌道空間環境的特殊性和復雜性使得衛星持久駐留將面臨壽命短、推進劑補給困難且在軌維護成本高等問題，嚴重制約了空間超低軌道衛星的發展。

追求性能穩定、壽命長、重量輕且成本低的推進系統是當前航空航天領域的前沿研究重點。盡可能利用空間環境中存在的物質為基礎發展新的推進方案，能夠有效減少衛星相關成本，增大壽命，為超低軌道衛星的軌道控制提供了新的方案。但是相關研究尚少，且無法實現推力精確可變，不能滿足超低軌衛星的多項飛行任務動力需求。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種超低軌可變推力吸氣式脈沖等離子體推力器。

其采用的技術方案是：

超低軌可變推力吸氣式脈沖等離子體推力器，包括：

吸氣道，設有進氣口與出氣口，用于對稀薄空氣進行壓縮并將其吸入推力器；

儲氣器，內部設有儲氣腔并與吸氣道相連，用于存儲壓縮后的稀薄空氣；

單向閥，設在儲氣器上，單向閥的進口與吸氣道的出氣口連通，單向閥的出口與儲氣腔連通，用于防止儲氣器內的稀薄空氣回流至吸氣道；

放電腔，由腔體結構的陰極體、陽極體與電容組成，所述陰極體與電容的陰極相連，所述陽極體與電容的陽極相連，所述陰極體或陽極體上設有火花塞，所述放電腔與儲氣器相連，用于對壓縮后的稀薄空氣進行電離和加速，進而產生推力；

流量閥，設在儲氣器上，流量閥的進口與儲氣腔連通，流量閥的出口與放電腔連通，用于控制壓縮后的空氣進入放電腔的流量，進而控制推力產生的大小。

進一步優選的，所述吸氣道為喇叭狀結構，所述進氣口位于喇叭狀結構開口較大的一端，所述出氣口位于喇叭狀結構開口較小的一端。

進一步優選的，所述吸氣道由泡沫碳化硅材料制成，所述吸氣道上的泡沫碳化硅材料中填充有碳分子篩。

進一步優選的，所述吸氣道上的泡沫碳化硅材料中碳分子篩的填充比例沿進氣口到出氣口的方向逐漸增大

進一步優選的，所述吸氣道上位于進氣口的位置上設有增強涂層。

進一步優選的，所述增強涂層由C-SiC納米復合材料制成。

進一步優選的，所述儲氣器由儲氮、儲氧固溶體材料制成。

進一步優選的，所述儲氣器上設有流量閥的一端位于放電腔內，所述儲氣器上設有單向閥的一端設在放電腔外。

本發明的有益技術效果：