[發明專利]一種吸氣式電推進裝置地面實驗驗證系統

有效

• 申請號: 202111471695.8
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114312184B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 王潤福;吳先明;吳辰宸;耿海;陳學康;賀亞強;李興達;賈連軍;郭寧;蒲彥旭;何非;劉士永;王尚民
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: B60G7/00
• 分類號: B60G7/00
• 代理公司: 北京元理果知識產權代理事務所(普通合伙) 11938
• 代理人: 饒小平

本申請涉及航天器推進技術領域，具體而言，涉及一種吸氣式電推進裝置地面實驗驗證系統，包括真空艙、第一控制系統、第二控制系統、密閉腔體、渦輪、電推力器以及抽真空系統，其中：第一控制系統設置在真空艙的上方，通過第一法蘭組與真空艙連接；第二控制系統設置在真空艙的側面，通過第二法蘭組與真空艙連接；抽真空系統設置在真空艙的底部，與真空艙連通；密閉腔體、渦輪以及電推力器均設置在真空艙的內部，并且依次連接。本申請保證了吸氣式電推進裝置地面工作環境與空間工作時的一致性，實現了吸氣式電推進裝置地面實驗的驗證，為吸氣式電推進系統的優化提供了具有重要參考價值的測試數據。

技術領域

本申請涉及航天器推進技術領域，具體而言，涉及一種吸氣式電推進裝置地面實驗驗證系統。

背景技術

吸氣式電推進系統以太陽電池提供能源，利用超低地球軌道環境中稀薄氮氣、氧氣和氧原子作為工質來源，將其電離、加速噴出等過程產生推力，作為超低地球軌道航天器軌道維持的動力，使航天器較少或無需攜帶工質既可在超低地球軌道上逗留及機動，可解決現有技術不能使飛行器長期逗留、機動于超低軌的難題，是一項極具發展前景的航天動力前沿技術，通過該技術，對于充分控制和利用超低軌道資源具有重大意義，吸氣式電推進系統可廣泛應用于高分對地觀測衛星、地球重力場測量衛星和超高速通信衛星等航天器平臺。

吸氣式電推進系統主要由被動氣體收集增壓單元、渦輪和電推力器組成，在地面難以模擬空間相對于吸氣式電推進系統吸氣端的7.8km/s的高速中性氣流，一方面是準直度達不到要求，另一方面氣體成分也難以準確模擬，但是，吸氣式電推進被動單元采用數值計算可以比較準確的模擬，因此，可在地面對吸氣式電推進系統被動單元之后的渦輪加電推力器部分，也就是本專利所述的吸氣式電推進裝置，進行地面實驗驗證，地面實驗驗證系統可以在地面對于吸氣式電推進裝置空間工作環境條件進行模擬，對吸氣式電推進裝置性能進行考察，有助于對吸氣式電推進系統進行優化。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種吸氣式電推進裝置地面實驗驗證系統，對吸氣式電推進裝置空間工作環境條件進行模擬，有利于吸氣式電推進系統的優化。

為了實現上述目的，本申請提供了一種吸氣式電推進裝置地面實驗驗證系統，包括真空艙、第一控制系統、第二控制系統、密閉腔體、渦輪、電推力器以及抽真空系統，其中：第一控制系統設置在真空艙的上方，通過第一法蘭組與真空艙連接；第二控制系統設置在真空艙的側面，通過第二法蘭組與真空艙連接；抽真空系統設置在真空艙的底部，與真空艙連通；密閉腔體、渦輪以及電推力器均設置在真空艙的內部，并且依次連接。

進一步的，第一控制系統包括第一流量計、第一氣瓶、第二流量計以及真空艙壓力控制系統，其中：真空艙壓力控制系統分別與第一流量計和第二流量計連接；第一流量計和第二流量計均通過氣體輸送管路與第一氣瓶連接。

進一步的，第一法蘭組包括第一穿艙法蘭和第二穿艙法蘭，其中：第一穿艙法蘭設置在真空艙的上端面，第一流量計通過第一穿艙法蘭與真空艙連通；第二穿艙法蘭設置在真空艙的上端面，第二流量計通過第二穿艙法蘭與真空艙連通。

進一步的，第二控制系統包括第三流量計、第二氣瓶以及第四流量計，第三流量計和第四流量計均通過氣體輸送管路與第二氣瓶連接。

進一步的，第二法蘭組包括第三穿艙法蘭和第四穿艙法蘭，其中：第三穿艙法蘭設置在真空艙的側端面，第三流量計通過第三穿艙法蘭與密閉腔體連通；第四穿艙法蘭設置在真空艙的側端面，第四流量計通過第四穿艙法蘭與密閉腔體連通。

進一步的，密閉腔體的一側設置有第三法蘭組，另一側與渦輪連接。

進一步的，第三法蘭組包括第五穿艙法蘭和第六穿艙法蘭，其中：第五穿艙法蘭設置在密閉腔體的側端面，通過氣體輸送管路與第三穿艙法蘭連通；第六穿艙法蘭設置在密閉腔體的側端面，通過氣體輸送管路與第四穿艙法蘭連通。