用于航天器的推进系统技术方案

提供了一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器。该推力发生器包括壳体，该壳体具有第一端和相反的第二端。该第一端与安装件相关联，以用于联接到航天器。该壳体还限定了延伸穿过第一端和第二端的中心轴线。该第二端限定环形推进出口。至少一个喷嘴定位在第二端附近。该推力发生器能够选择性地在第一模式和第二模式中操作，其中在该第一模式中，该推力发生器使用推进剂经由该环形推进出口来以静电方式生成推力，并且在该第二模式中，该推力发生器使用推进剂经由所述至少一个喷嘴来以气动方式生成推力。动方式生成推力。动方式生成推力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于航天器的推进系统


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月8日提交的美国临时专利申请第63/022,233号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]本专利技术涉及航天器的推进系统，更特别地涉及多模式推进系统。

技术实现思路

[0004]在一种构造中，本专利技术提供了一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器。该推力发生器包括壳体，该壳体具有第一端和相反的第二端。该第一端与安装件相关联，以用于联接到航天器。该壳体还限定了延伸穿过第一端和第二端的中心轴线。该第二端限定环形推进出口。至少一个喷嘴定位在第二端附近。该推力发生器能够选择性地在第一模式和第二模式中操作，其中在该第一模式中，该推力发生器使用推进剂经由该环形推进出口来以静电方式生成推力，并且在该第二模式中，该推力发生器使用推进剂经由所述至少一个喷嘴来以气动方式生成推力。
[0005]在另一种构造中，本专利技术提供了一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器。该推力发生器构造成接收推进剂的供应并且在第一模式和第二模式中操作，其中在该第一模式中，该推力发生器以静电方式生成推力，并且在该第二模式中，该推力发生器以气动方式生成推力。
[0006]在又一种构造中，本专利技术提供了一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器。该推力发生器包括壳体，该壳体具有第一端和相反的第二端。该第一端与安装件相关联，以用于联接到航天器。电力推进子系统至少部分地容纳在该壳体内。气动推进子系统与电力推进子系统集成，并且至少部分地容纳在该壳体内。该推力发生器构造成操作电力推进子系统或气动推进子系统。
[0007]通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其它方面将变得显而易见。
附图说明
[0008]图1A是体现本专利技术的推进系统的框图，包括推力发生器、控制组件以及推进剂存储组件。
[0009]图1B是图1A的控制组件的框图。
[0010]图2A是图1推进系统的一个实施例的示意图，图示了连接到单个储箱的推力发生器。
[0011]图2B是图1推进系统的另一实施例的示意图，图示了连接到单独的推进剂储箱的推力发生器。
[0012]图3是图1的推进系统的推力发生器的一个实施例的透视图。
[0013]图4是沿着图3中的线4
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4截取的图3的推力发生器的截面图。
[0014]图5是图1的推进系统的推力发生器的又一实施例的透视图。
[0015]图6A到图6C是图1的推进系统的推力发生器的其它实施例的透视图。
[0016]图7是沿着图6C中的线7
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7截取的图6C的推力发生器的截面图。
[0017]在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应当理解，本专利技术不限于其应用在以下描述中阐述或在附图中示出的部件的形式和布置的细节。本专利技术能够支持其它实施例并且能够以各种方式来实践或执行。同样，应当理解，本文中所使用的用语和术语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。
具体实施方式
[0018]图1A示意性地示出了用于航天器的推进系统10。推进系统10包括推力发生器14、控制组件18以及推进剂存储组件22。推力发生器14能够固定到航天器，并且构造成生成推力以移动航天器。控制组件18配置成通过从推进剂存储组件22传输推进剂，从而在多个模式之间选择性地调节推进系统10的操作，并由此调节推力发生器14的操作。
[0019]推进系统10构造成经由单个推力发生器来支持两种或更多种类型的推力生成，以使得推进系统10可以表征为单个多模式推进系统或集成式多模式推进系统。例如，推力发生器14可以包括两个或更多个霍尔效应推进器(HET)、离子推进器、电弧喷射器、电阻喷射器、胶体推进器、电喷雾推进器、脉冲等离子推进器、磁等离子动力推进器、脉冲感应推进器、场发射电力推进系统、冷气体推进器、固体电机以及液体推进器(例如，双桨、单桨以及水)等的特征。推进系统10既能实现快速机动的高推力，又能实现燃料效率的高比冲。
[0020]由于上述特征，推进系统10构造成支持多种不同类型的推进。例如，在一个实施例中，推进系统10构造成支持电力推进(EP)(以HET的方式)来以静电方式生成推力，以及支持气动(GD)推进(以冷气体推进器的方式)来以气动方式生成推力。然而，推进系统10和推力发生器14不限于EP和GD类型的推进。这里将进一步详细地描述推力发生器14。
[0021]继续参照图1A，控制组件18包括功率处理单元(PPU)26和推进剂管理组件(PMA)30。
[0022]PPU 26电气地连接到推力发生器14和PMA 30。在所示实施例中，PPU 26配置成向推力发生器14和/或PMA 30供电，并且从推力发生器14和/或PMA 30的传感器(未示出)接收信号或数据。推力发生器14和/或PMA 30上的或与之相关联的每个传感器均配置成检测相应的推力发生器14或PMA 30的状况。例如，一个或多个传感器可以配置成检测推力发生器14是否产生推力、推进剂是否从推进剂存储组件22流向推力发生器14、推进剂的流量、温度等。
[0023]参照图1B，PPU 26还包括控制器34。控制器34从推力发生器14和/或PMA 30接收信息，以及向推力发生器14和/或PMA 30发送信息。控制器34还包括处理器36、输入/输出(I/O)38以及存储器40，用于存储信息、解释信息、并将信息传送到推力发生器14和/或PMA 30以及从推力发生器14和/或PMA 30传送信息。
[0024]控制组件18的PPU 26能够进一步电气地连接到航天器控制组件46。在所示实施例中，PPU 26配置成接收来自航天器控制组件46的电力和/或数据。因此，推进系统10构造成与航天器控制组件46电气地集成，并最终由航天器控制组件46控制。
[0025]PMA 30与推进剂存储组件22和推力发生器14流体连通，用于选择性地控制推进剂向推力发生器14的供应。在所示实施例中，PMA 30通过管线(导管、管等)48A流体地连接到推进剂存储组件22，并且通过第一管线48B和第二管线48C流体地联接到推力发生器14。在其它实施例中，PMA 30可以通过三条或更多管线48A
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48C(例如三条、四条等)流体地连接到推进剂存储组件22和/或推力发生器14。在一个示例性实施例中，PMA 30包括一个或多个阀(例如，机械致动、电气致动、磁致动等)，用于选择性地控制推进剂向推力发生器14的供应，但PMA 30不限于推进剂流量的阀操纵。例如，PMA 30可以包括一个或多个可变孔口，其中一些或所有的可变孔口可以同时或独立地控制，以控制推进剂向推力发生器14的供应。
[0026]在一些实施例中，推进系统10可以包括一个或多个PMA 30。例如，在一个实施例中，推进系统10可以包括两种或更多种类型的推力生成以及两个或更多个单独的PMA 30，每个PMA 30可以配置用以为推进系统10的多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器，所述推力发生器包括：壳体，所述壳体具有第一端和相反的第二端，所述第一端与安装件相关联，以用于联接到所述航天器，所述壳体还限定了延伸穿过所述第一端和所述第二端的中心轴线，所述第二端限定环形推进出口；以及至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴定位在所述第二端附近，其中，所述推力发生器能够选择性地在第一模式和第二模式中操作，其中在所述第一模式中，所述推力发生器使用推进剂经由所述环形推进出口来以静电方式生成推力，并且在所述第二模式中，所述推力发生器使用推进剂经由所述至少一个喷嘴来以气动方式生成推力。2.根据权利要求1所述的推力发生器，其中，所述至少一个喷嘴平行于所述中心轴线平行延伸。3.根据权利要求1所述的推力发生器，其中，所述至少一个喷嘴是至少两个喷嘴，每个喷嘴均相对于所述中心轴线以非零角度延伸。4.根据权利要求1所述的推力发生器，其中，所述环形推进出口和所述至少一个喷嘴被构造成使得在所述第一模式中生成的合成推力和在所述第二模式中生成的合成推力均沿着所述中心轴线同轴地起作用。5.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述环形推进出口和所述至少一个喷嘴被构造成使得在所述第二模式中生成的合成推力均沿着共同矢量起作用。6.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述至少一个喷嘴相对于所述中心轴线关于所述环形推进出口径向向外定位。7.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述至少一个喷嘴相对于所述中心轴线关于所述环形推进出口径向向内定位。8.一种用于产生推力以移动航天器的推力发生器，所述推力发生器被构造成接收推进剂的供应并且在第一模式和第二模式中操作，其中在所述第一模式中，所述推力发生器以静电方式生成推力，并且在所述第二模式中，所述推力发生器以气动方式生成推力。9.根据权利要求8所述的推力发生器，其中，所述推力发生器被构造成在以所述第一模式操作期间接收第一类型的推进剂，并且在以所述第二模式操作期间接收与所述第一类型不同的第二类型的推进剂。10.根据权利要求8所述的推力发生器，其中，与所述第二模式相比，所述第一模式被表征为具有较大的比冲和较低的推...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱昂，
申请(专利权)人：奥比恩空间技术公司，
类型：发明
国别省市：