基于光纤激光推进技术的卫星姿态调整系统技术方案

技术编号:17345553 阅读:25 留言:0更新日期:2018-02-25 10:20
本发明专利技术涉及航天技术领域,尤其是涉及基于光纤激光推进技术的卫星姿态调整系统。与现有的化学火箭推进不同。光纤激光推进系统具有比冲高、有效载荷比大、推进参数调节范围大,无环境污染,激光器可重复利用等优点。与传统的化学推进和高压气体推进调姿方法相比,本方法具有不需要携带氧化剂、推进系统重量轻,可靠性高、使用时间长的特点。应用在卫星姿态调整系统中可以随时调整卫星姿态,保证卫星轨道稳定性,延长卫星使用年限,对于卫星日常维护与轨道稳定具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤激光推进技术的卫星姿态调整系统
:本专利技术涉及航天
,尤其是涉及卫星的姿态调整。
技术介绍
:传统的卫星姿态调整采用化学燃料,其推力过大,难以控制,可靠性不高,很难满足小型飞行器的任务要求,且化学燃料存在较大污染,对环境污染较大。其他一些利用激光来进行卫星姿态调整的新概念装置存在诸多问题:YAG固体激光器重复频率和峰值功率虽然很高,但是其单脉冲能量和平均功率均较低;自由电子激光器虽然具备波长可调,功率和效率高等优点,但要获得高质量电子束,还有许多需要进一步完善的地方。TEA脉冲CO2激光器技术成熟,结构简单,功率大,但是其输出激光质量较差,电光转换效率低下,系统发热量较大,体积相对庞大,只能用于陆基。
技术实现思路
:本实用创新概念旨在解决目前卫星姿态调整所面临的困难,诸如传统的卫星姿态调整采用化学燃料,存在推力过大、难以控制、成本过高、重复使用率较低等问题。本专利技术所采用的方案是:如图1所示,基于光纤激光的卫星姿态调整系统框图,首先卫星所携带的太阳能板将太阳能转化为电能,用高密度物质储存电能,当需要进行姿态调整时,将电能转化为光纤激光释放出来,光纤激光作用于工质,工质发生气化或电离而形成高温气体在卫星的尾喷口喷出,从而产生推力使卫星进行姿态调整,这一切都在卫星控制系统的控制下进行。工质为固体金属,在光纤激光的高温下,通过加压会被直接气化成膨胀的金属气体,从而从其尾喷口喷出,产生推力。卫星的不同面装有多个尾喷口,以达到卫星不同姿态的调整。本创新利用当前高功率光纤激光器技术,以太阳能为推进能源,设计了一种调整轨道控制的激光推进实现方法,与传统的化学推进和高压气体推进调姿方法相比,本方法具有不需要携带氧化剂、推进系统重量轻,可靠性高、使用时间长的特点。应用在卫星姿态轨道控制系统中可以更方便的保证卫星轨道稳定性,延长卫星使用年限,对于卫星日常维护与轨道稳定具有重要意义。附图说明:图1是基于光纤激光的卫星姿态调整系统框图;图2是光纤激光推进的结构示意图。图1中所示:1、太阳能;2、电能;3、存储电能4、光纤激光5、工质6、多个尾喷口7、姿态调整8、控制系统图2中所示光纤激光打入工质中使之气化,通过加压装置使之从喷嘴出喷出产生推力。具体实施方式以下结合其结构框图之最佳实施方案进一步详述:如图1所示可知,卫星将太阳能转化为光纤激光,光纤激光所携带的巨大能量将工质气化,变为热膨胀气体从尾喷口喷出产生推力。先在地面上进行试验,测试各种数据,验证技术的可靠性,然后在安装到卫星上进行测试,测试无误后,进行发射,验证其正确性与合理性。最终将以后所有卫星都换成光纤激光推进,已达到更高效的姿态调整,对于延长卫星使用寿命,日常的维护与轨道稳定具有重要意义。本文档来自技高网...
基于光纤激光推进技术的卫星姿态调整系统

【技术保护点】
本专利技术利用当前高功率光纤激光器技术,以太阳能为推进能源,设计了一种调整轨道控制的激光推进实现方法,与传统的化学推进和高压气体推进调姿方法相比,本方法具有不需要携带氧化剂、推进系统重量轻,可靠性高、使用时间长的特点。应用在卫星姿态轨道控制系统中可以更方便的保证卫星轨道稳定性,延长卫星使用年限,对于卫星日常维护与轨道稳定具有重要意义。

【技术特征摘要】
1.本发明利用当前高功率光纤激光器技术,以太阳能为推进能源,设计了一种调整轨道控制的激光推进实现方法,与传统的化学推进和高压气体推进调姿方法相比,本方法具有不需要携带氧化剂、推进系统重量轻,可靠性高、使用时间长的特点。应用在卫星姿态轨道控制系统中可以更方便的保证卫星轨道稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员:檀朝彬张恒侯思林骆林依单丽楠赵海川刘浩天
申请(专利权)人:北华航天工业学院
类型:发明
国别省市:河北,13

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