[發明專利]磁流體動量輪的自加載卸載方法及系統

在審

• 申請號: 202110264659.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112896557A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 許璟華;姜銳
• 申請（專利權）人: 許璟華;姜銳
• 主分類號: B64G1/28
• 分類號: B64G1/28;B64G1/24
• 代理公司: 四平國泰知識產權代理事務所(普通合伙) 22213
• 代理人: 韓富剛

1.一種磁流體動量輪的自加載卸載方法，其特征在于在主要由下向扣板式上蓋、上敞口桶形下殼體以及封裝在上蓋下殼體內的上、下密封墊，第一至第四電極，第一、二永磁體，充滿導電流體的第一、二環形磁道組成的動量輪上實現；

所述下密封墊自下至上依次將第一永磁體固定一層封裝在下殼體內腔下部，將第一電極、第二電極、第三電極及第四電極限位約束二層封裝在下殼體內腔中部；所述上密封墊將第二永磁體封固在下殼體內腔上部，同時與下密封墊一起對位于所述電極間內含導電流體的第一環形磁道和第二環形磁道起密封作用；上下方為永磁體的導電流體在洛倫茲力的作用下導電流體發生旋轉轉動產生角動量；第一、二永磁體在第一環形磁道和第二環形磁道形成高強度的垂直磁場，第一環形磁道用于角動量的加載，第二環形磁道用于角動量的卸載，從而實現動量輪自加載和卸載。

2.根據權利要求1所述基于磁流體動力學的動量輪，其特征在于所述第一環形磁道由第一電極、第二電極、上密封墊和下密封墊圍成；所述第二環形磁道由第三電極、第四電極、上密封墊和下密封墊圍成；第二電極側壁與第三電極側壁之間通過下密封墊凸起環形結構物理隔離絕緣，第四電極側壁與下殼體內側壁之間通過下密封墊凸起環形結構物理隔離絕緣；動量輪進行卸載時兩個環形磁道內磁場方向相同，電場方向相反。

3.根據權利要求1所述基于磁流體動力學的動量輪，其特征在于第一永磁體的厚度大于第二永磁體厚度；第一電極和第二電極通電，第一環形磁道內導電流體發生旋轉產生角動量，基于角動量守恒原理對衛星進行調姿；第一環形磁道產生的角動量飽和需要卸載時，第三電極和第四電極通電，第二環形磁道導電流體產生與第一環形磁道11導電流體相反的角動量，進而完成動量輪的自卸載過程。

4.根據權利要求1所述基于磁流體動力學的動量輪，其特征在于所述第一電極、第二電極、第三電極和第四電極為環形金屬結構，并且均可單獨控制電極極性；第一電極和第四電極接正極，第二電極和第三電極接負極，通電后在洛倫茲力的作用下導電流體會發生旋轉運動，進而產生角動量；第一環形磁道和第二環形磁道內磁場方向相同，電場方向相反，導電流體的旋轉方向相反，產生不同方向的角動量。

5.根據權利要求1所述基于磁流體動力學的動量輪，其特征在于所述上蓋和下殼體是材質為磁導率高的金屬機加工結構件，所述導電流體為粘附力小的導電流體；上密封墊和下密封墊為永磁體和電極及之間環形磁道和電流體提供力學支撐，同時起到物理隔離絕緣和限位作用。

6.用于實現權利要求1所述磁流體動量輪的自加載卸載方法的系統，其特征在于主要由下向扣板式上蓋、上敞口桶形下殼體以及封裝在上蓋下殼體內的上、下密封墊，第一至第四電極，第一、二永磁體，充滿導電流體的第一、二環形磁道組成；

所述下密封墊自下至上依次將第一永磁體固定一層封裝在下殼體內腔下部，將第一電極、第二電極、第三電極及第四電極限位約束二層封裝在下殼體內腔中部；所述上密封墊將第二永磁體封固在下殼體內腔上部，同時與下密封墊一起對位于所述電極間內含導電流體的第一環形磁道和第二環形磁道起密封作用；上下方為永磁體的導電流體在洛倫茲力的作用下導電流體發生旋轉轉動產生角動量；第一、二永磁體在第一環形磁道和第二環形磁道形成高強度的垂直磁場，第一磁流體腔式環形磁道用于角動量的加載，第二磁流體腔式環形磁道用于角動量的卸載，從而實現動量輪自加載和卸載。

7.根據權利要求6所述系統，其特征在于所述第一環形磁道由第一電極、第二電極、上密封墊和下密封墊圍成；所述第二環形磁道由第三電極、第四電極、上密封墊和下密封墊圍成；第二電極側壁與第三電極側壁之間通過下密封墊凸起環形結構物理隔離絕緣，第四電極側壁與下殼體內側壁之間通過下密封墊凸起環形結構物理隔離絕緣；動量輪進行卸載時兩個環形磁道內磁場方向相同，電場方向相反。