[發明專利]一種氣體捕集裝置用準直結構及其實現方法

在審

• 申請號: 202110479266.9
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113104237A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 楊超;孫泉華;黃河激;劉洪偉;肖雅彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種氣體捕集裝置用準直結構，包括與氣體捕集裝置主體(2)連接的準直器主體(1)，所述準直器主體(1)的迎風端作為所述氣體捕集裝置的氣體捕集入口，其特征在于：

所述準直器主體(1)為空心管狀的伸縮組件，所述準直器主體(1)的管道與空氣分子的流動方向平行，且所述準直器主體(1)與所述氣體捕集裝置主體(2)組成的所述氣體捕集流道的長度可調，所述準直器主體(1)與所述航天器的控制系統連接，所述準直器主體(1)形成多條狹窄且長度可調的氣體捕集流道以降低氣體的逃逸率；

所述控制系統根據預測的飛行環境初步設定所述準直器主體(1)的初始長度，且所述控制系統根據航天器空間飛行時的實時飛行環境參數自動調整所述準直器主體(1)的長度以獲得為航天器提供合適推力的氣體捕獲效率。

2.根據權利要求1所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述準直器主體(1)包括固定部(11)、伸縮部(12)和驅動部(13)；

所述固定部(11)用于與所述氣體捕集裝置主體(2)的平行段固定連接；

所述伸縮部(12)與所述固定部(11)活動連接，且伸縮部(12)沿著所述固定部(11)的軸向滑動；

所述驅動部(13)用于在空間飛行過程中驅動所述伸縮部(12)沿所述固定部(11)的軸向伸縮以調節所述準直器主體(1)的長度。

3.根據權利要求2所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述固定部(11)的橫截面與所述伸縮段的橫截面的形狀相同，且所述固定部(11)與所述伸縮部(12)以嵌套方式活動連接以實現軸向滑動。

4.根據權利要求2所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述固定部(11)的內部通過至少一個第一隔板將所述固定部(11)沿著軸向方向分隔成多個并列分布的第一直管，所述伸縮部(12)的內部通過至少一個第二隔板將所述伸縮部(12)沿著軸向方向分隔成多個第二直管。

5.根據權利要求4所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述第二直管的橫截面輪廓形狀和數量均與所述第一直管的橫截面輪廓形狀和數量相同，所述驅動部(13)驅動每一個所述第二直管沿著匹配的所述第一直管的軸向滑動。

6.根據權利要求2所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述驅動部(13)包括多組沿所述固定部(11)周向均勻布置的齒輪齒條機構以及為每組所述齒輪齒條機構提供動能的驅動電機(131)；

其中，每組所述齒輪齒條機構均包括設置在所述固定部(11)的齒輪座(132)以及與所述伸縮部(12)的入氣端連接的齒條(133)，所述齒輪座(132)上設有至少一個滑道(134)，所述齒條(133)與所述滑道(134)匹配連接，且每個所述滑道(134)內均安裝有齒輪(135)，所述驅動電機(131)的輸出軸安裝在對應組的所有齒輪(135)的中心位置。

7.根據權利要求6所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所示齒輪齒條機構為直齒齒輪齒條機構，所述驅動電機(131)為步進電機。

8.根據權利要求3所述的一種氣體捕集裝置用準直結構，其特征在于：所述控制系統包括：

存儲模塊，用于存儲所述驅動部(13)在所述航天器處于空間飛行的單次驅動工作、所述伸縮部(12)對應單次驅動工作的伸縮數據，以及所述航天器在單次驅動工作對應的飛行軌道段；

推力獲取模塊，用于在所述驅動部(13)在單次驅動工作后獲取多次測試推力值，并將單次驅動工作對應的多次測試推力值的平均值作為最終測試推力；

目標推力計算模型，用于建立所述伸縮部(12)對應單次驅動工作的伸縮數據與所述最終測試推力之間的函數關系，且所述控制系統根據所述航天器實時飛行環境對應的合適推力自動調整所述準直器主體(1)的長度。