[發明專利]一種用于冷氣推進的智能可控增壓裝置

在審

• 申請號: 202010046040.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111169659A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張偉;鮑立榮;陳永義;沈瑞琪;葉迎華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B64G1/26
• 分類號: B64G1/26;C06B25/34;C06B45/10;C06B23/00;C06D5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 趙毅

本發明公開了一種用于冷氣推進的智能可控增壓裝置，包括殼體、壓力傳感器、控制電源、溫度傳感器、可控產氣裝置、電磁閥和排氣閥。動力供給裝置、供電負極、智能氣體發生劑、點火正極和氣體處理裝置自上而下依次布置在可控產氣裝置內。本發明用智能可控增壓裝置代替高壓儲氣罐，減少整個系統的體積和質量，同時避免氣體泄漏等問題；不需要點火藥作用，通過施加電壓對智能氣體發生劑的燃燒產氣主動控制，通過改變電壓值調節產氣量，實現了多次產氣及產氣量可調節的功能；使用壓力傳感器和溫度傳感器對智能可控增壓裝置中的壓力和溫度進行監測，其中壓力小于一定值時開始施加電壓，達到預定值時停止施加電壓，確保整體裝置工作的安全性。

技術領域

本發明涉及航天微推進技術領域，特別是一種用于冷氣推進的智能可控增壓裝置。

背景技術

隨著航天領域的迅速發展，各軍事強國都在積極追求發展空間微納衛星技術。微納衛星可實現傳統大衛星的功能，特別是在快速響應系統和應急系統中，發揮著十分重要的作用。微納衛星需要經常實施變軌、姿態調整及編隊飛行等操作，對為其提供動力的微推進系統提出了更高的要求，要求推進系統具備可多次啟動及推力可調節功能。

微推進技術是微納衛星實現功能的關鍵，可將一顆衛星的功能分解到若干顆分布在附近軌道上的小衛星上，減少運行成本與重量。其中冷氣推進技術使用惰性氣體作為推進劑，推進系統非常簡單，可用于短期任務姿態控制。常規冷氣推進系統一般由高壓儲氣罐、放氣閥、緩壓儲氣罐、穩壓組件、電磁閥、噴口和連接件等幾部分組成，其工作原理是貯存在高壓儲氣罐中的高壓氣體經過放氣閥釋放到緩壓儲氣罐內經過穩壓組件的減壓和穩壓，在控制系統給出指令后，電磁閥開啟，氣體經噴口噴出產生控制所需的推力。但是常規冷氣推進系統配備有質量較大的高壓儲氣裝置，很難應用在一些微納衛星上，并且氣體儲存在高壓儲氣罐內，分子擴散較高，難以避免氣體出現泄漏問題。由于常規冷氣推進系統所存在高壓儲氣罐笨重且體積大以及泄露問題，因而不能應用于一些長期空間飛行的微納衛星。

發明內容

本發明的目的在于提供用于一種冷氣推進的智能可控增壓裝置，應用于微納衛星的微推進系統。

智能可控增壓裝置包括殼體、壓力傳感器、控制電源、溫度傳感器、可控產氣裝置、電磁閥和排氣閥。上述動力供給裝置、供電負極、智能氣體發生劑、點火正極和氣體處理裝置自上而下依次布置在可控產氣裝置內。

上述智能可控增壓裝置中，所述智能氣體發生劑以重量百分數計，產氣劑60％～80％、粘結劑15％～20％，交聯劑為1％～2％。其中，產氣劑為硝酸羥胺(HAN)和5-氨基四唑(5-ATZ)的混合物，粘結劑為聚乙烯醇(PVA)，交聯劑為硼酸(HB)。

上述智能可控增壓裝置中，所述智能氣體發生劑不需要點火藥作用，僅可通過電壓刺激作用，發生化學反應，產生氣體；并且通過調節施加電壓的大小來控制產氣量，當移除電壓時，智能氣體發生劑可自身停止產氣，再次施加電壓可重新產生氣體，實現了多次啟動及推力可調節功能。

上述智能可控增壓裝置中，智能氣體發生劑置于點火正極與供電負極之間，為層電極接觸方式。所述點火正極為平板多孔結構。

上述智能可控增壓裝置中，所述氣體處理裝置由氣體處理層和濾氣篩網組成，用于冷卻燃燒產生的氣體和過濾氣體中的少量殘渣和腐蝕性氣體。

上述智能可控增壓裝置中，所述氣體處理層由腐蝕性氣體處理劑和冷卻劑組成，所述腐蝕性氣體處理劑為活性炭，冷卻劑為細沙。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1.以智能可控增壓裝置代替高壓儲氣罐，根據需要產生氣體，大大減少了整個系統的體積和質量，同時避免了氣體泄漏等問題；

2.智能氣體發生劑不需要點火藥作用，增大了自身裝藥量，表現出僅對電壓刺激作出反應，避免了受外界撞擊、摩擦等激發產生激烈響應而導致的潛在危害；