[發明專利]一種吸氣式電推進系統

在審

• 申請號: 202110480055.7
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113048032A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 黃河激;劉洪偉;孟顯;李騰;肖雅彬;楊超;曹進文;賀建武
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 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

本發明公開了一種吸氣式電推進系統，包括用于捕集飛行環境中的氣體，以形成推進工質的捕集機構，與捕集機構的推進工質的輸出端連接的供給機構，供給機構用于提供應用于不同飛行環境中的推進工質供給方式以及與供給機構的推進工質供給端連接的推力發生機構；其中，供給機構根據飛行環境確定的推進工質供給方式將推進工質供給至推力發生機構，以適應推力發生機構在不同飛行環境中工作時所需的推進工質的供氣壓強；本申請可以根據不同飛行環境中包含的大氣壓力和密度不同，在增壓供給以及直接供給之間進行切換，使應用該系統的飛行器在高軌道運行時，供給推力發生機構的推進工質的壓強滿足推力發生機構自身所需的供氣壓強，實現節約能耗的目的。

技術領域

本發明涉及飛行器電推進技術領域，具體涉及一種吸氣式電推進系統。

背景技術

超低近地空間是一個具有戰略意義的領域，主要用于地球觀測，也可以用于民用和軍事通信。在較低的海拔高度，地球觀測平臺可以通過提高有效載荷性能(提高圖像分辨率和信噪比)，同時減小尺寸和功率要求來提高競爭力。

飛行器在太空停留或移動需要推力。一般而言，飛行器使用類似火箭的化學推進裝置，但電推進器因效率更高而日益流行。然而，傳統的電力推進系統仍要使用推進劑(如氙氣)，因此，飛行器的待機時間受限于攜帶的推進劑數量，而飛行器能攜帶的推進劑有限。而且為了抵消大氣阻力，在距離地球表面幾百公里范圍內運行的飛行器消耗的推進劑更多。

因此，吸氣式電推進系統便應運而生了。在飛行器掠過大氣層頂部時收集足夠的空氣顆粒，為“吸氣式”電動推進器提供燃料，從而不需要在發射時攜帶過多的推進劑，同時幫助飛行器克服大氣阻力，使其在超低近地軌道上持續運行。

吸氣式電推進系統是通過捕集飛行環境中的氣體作為工質來源，利用其產生推力，氣體捕集效率以及向推進器供給工質的方式均對吸氣式電推進系統的性能具有深遠影響。

綜上，如何提供一種可以高效的捕集飛行環境中的大氣作為推進工質，并能以最合適的方式向推進器供給推進工質的吸氣式電推系統，成為需要本領域技術人員解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種吸氣式電推進系統，以解決現有技術中如何提供可以高效的捕集飛行環境中的大氣作為推進工質，并能以最合適的方式向推進器供給推進工質的吸氣式電推系統的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明具體提供下述技術方案：

一種吸氣式電推進系統，包括：

捕集機構，用于捕集飛行環境中的氣體，以形成推進工質；

供給機構，與所述捕集機構的推進工質的輸出端連接，所述供給機構用于提供應用于不同飛行環境中的推進工質供給方式；

推力發生機構，與所述供給機構的推進工質供給端連接；

其中，所述供給機構根據飛行環境確定的推進工質供給方式將所述推進工質供給至所述推力發生機構，以適應所述推力發生機構在不同飛行環境中工作時所需的推進工質的供氣壓強。

作為本發明的一種優選方案，還包括：

調節機構，所述調節機構配置于所述捕集機構與所述供給機構之間，且通訊連接所述供給機構(2)，所述調節機構用于在所述飛行環境發生變化且其中的氣體的壓力和密度發生變化時，對所述供給機構的供給方式進行調節，使所述供給機構以所述目標供給方式向所述推力發生機構供給推進工質；

作為本發明的一種優選方案，還包括：

飛行環境監測機構，與所述調節機構通訊連接，用于通過對飛行環境的物理參數進行檢測，確定所述飛行環境是否發生變化；