一种低轨卫星喷气式姿态调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，包括推进器、气室、气泵和尾喷管，在推进器的迎风面和背风面分别设有混合导体透氧膜；气室设置在推进器的内部，用于暂存由混合导体透氧膜分离后的气体；气泵设置在推进器的内部，气泵分别与前气室和后气室相连通，气泵通过持续进行吸程工作用于吸收前气室或后气室暂存的气体并进行增压输送；尾喷管包括设置在迎风面的前尾喷管以及设置在背风面的后尾喷管，前气室暂存的气体经过气泵增压输送至后尾喷管中进行加热并喷射，或后气室暂存的气体经过气泵增压输送至前尾喷管中进行加热并喷射。本发明专利技术提供的低轨卫星喷气式姿态调整装置，能够提高低轨卫星的效费比，利于实现低轨卫星的可持续使用。卫星的可持续使用。卫星的可持续使用。

【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星喷气式姿态调整装置


[0001]本专利技术涉及低轨卫星
，尤其是涉及一种低轨卫星喷气式姿态调整装置。

技术介绍

[0002]现有低轨卫星的姿态调整方式主要为喷气调整，低轨卫星进入轨道后，主要靠惯性绕地面飞行，但在几千英里以下高度运行的低轨卫星每绕地球一圈都会遭遇大量的剩余大气，这会对低轨卫星造成阻力或摩擦，使低轨卫星逐渐减速，若无推进器使低轨卫星克服大气阻力，使低轨卫星保持原有轨道高度，则低轨卫星最终会坠入大气烧毁。喷气式姿态调整所运用的原理主要是作用力与反作用力原理。通过在低轨卫星上安装有发动机，由于低轨卫星运行的绝大多数时间都是依靠惯性飞行，只是在提速或姿态调整时才会启动发动机，通过燃料的燃烧产生高温高速气流从尾部喷出，从而推动卫星前进。
[0003]高层的稀薄大气是直接影响低轨卫星寿命的主要因素，而低轨卫星携带的燃料的量则是间接影响卫星寿命的主要因素。实际上低轨卫星所携带的燃料质量占自身重量的90％，燃料的作用很大一部分用于运载燃料本身，这使得现有低轨卫星运行的效费比大大降低，可持续利用性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，能够解决现有低轨卫星的喷气式姿态调整方式效费比低，可持续利用性差的问题。
[0005]本专利技术提供一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，包括：
[0006]推进器，在所述推进器的迎风面和背风面分别设有混合导体透氧膜，所述混合导体透氧膜用于分离大气中的氧气和氮气；
[0007]气室，设置在所述推进器的内部，用于暂存由所述混合导体透氧膜分离后的气体；所述气室包括前气室和后气室，所述前气室设置靠近所述迎风面的位置处，所述前气室的进气口与设置在所述迎风面的所述混合导体透氧膜相对应；所述后气室设置靠近所述背风面的位置处，且所述后气室与设置在所述背风面的所述混合导体透氧膜相对应；
[0008]气泵，设置在所述推进器的内部，所述气泵分别与所述前气室和所述后气室相连通；所述气泵通过持续进行吸程工作用于吸收所述前气室或所述后气室暂存的气体并进行增压输送；
[0009]尾喷管，包括设置在所述迎风面的前尾喷管以及设置在所述背风面的后尾喷管，所述前尾喷管与所述前气室相连通，所述后尾喷管与所述后气室相连通；所述前气室暂存的气体经过所述气泵增压输送至所述后尾喷管中进行加热并喷射，或所述后气室暂存的气体经过所述气泵增压输送至所述前尾喷管中进行加热并喷射。
[0010]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，当所述气泵正向转动时，低轨卫星沿所述迎风面方向运动，经过所述迎风面的所述混合导体透氧膜分离后的气体暂存至所述前气室中，且所述前气室中的气体在所述气泵的作用下增压输送至所述后尾喷管
中进行加热并喷射；
[0011]当所述气泵反向转动时，低轨卫星沿所述背风面方向运动，经过所述背风面的所述混合导体透氧膜分离后的气体暂存至所述后气室中，且所述后气室中的气体在所述气泵的作用下增压输送至所述前尾喷管中进行加热并喷射。
[0012]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，还包括夹持装置，所述夹持装置分别设置在所述推进器的迎风面和背风面，所述夹持装置用于安装固定所述混合导体透氧膜。
[0013]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，所述夹持装置包括网状板和紧固螺钉，所述混合导体透氧膜通过所述紧固螺钉固定安装于所述网状板的外侧面。
[0014]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，所述前尾喷管的内部设有第一电弧加热装置，所述第一电弧加热装置用于将前尾喷管内的气体加热至高温状态；所述后尾喷管的内部设有第二电弧加热装置，所述第二电弧加热装置用于将所述后尾喷管内的气体加热至高温状态。
[0015]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，所述前尾喷管和所述后尾喷管均为锥形喷管，所述锥形喷管的进口端的横截面小于出口端的横截面，高温气体经过所述锥形喷管加速后形成高焓、高速气流并喷射；所述前尾喷管的进口端与所述前气室相连通，所述后尾喷管的进口端与所述后气室相连通。
[0016]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，还包括安装在所述推进器的侧翼上的太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列分别与所述气泵、所述第一电弧加热装置和所述第二电弧加热装置电性连接。
[0017]根据本专利技术提供的一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，在所述前尾喷管的内部设有多个第一通道，在各所述第一通道中分别安装有第一控制阀，所述第一控制阀用于控制所述前尾喷管内的气流流动方向，并且所述第一控制阀用于控制所述前尾喷管喷射的气体流速；
[0018]在所述后尾喷管的内部设有多个第二通道，在各所述第二通道中分别安装有第二控制阀，所述第二控制阀用于控制所述后尾喷管内的气流流动方向，并且所述第二控制阀用于控制所述后尾喷管喷射的气体流速。
[0019]本专利技术提供的低轨卫星喷气式姿态调整装置，通过在推进器的迎风面和背风面分别设置混合导体透氧膜，能够分离大气中的氧气和氮气，从而在低轨卫星高速飞行的过程中，使单位时间内与混合导体透氧膜接触的气体分子的概率大大增加，集气效率明显提升，然后通过气室暂存经过混合导体透氧膜分离的气体，再通过气泵的持续吸程工作吸收气室暂存的气体并进行增压输送至尾喷管，然后再通过尾喷管对气体进行加热并喷出高焓、高速的气体，进而起到抵抗大气阻力，加速升轨、保持原有高度或加快卫星减速的作用。与现有的通过携带燃料混合氧化剂燃烧产生气体喷出来改变卫星的姿态的方式相比，本专利技术的低轨卫星喷气式姿态调整装置，能够减少低轨卫星飞行所需携带的燃料的量，进而减轻低轨卫星的自重，有利于提高低轨卫星的效费比，进而有利于实现低轨卫星的可持续使用。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术低轨卫星喷气式姿态调整装置的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术低轨卫星喷气式姿态调整装置中前尾喷管的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术低轨卫星喷气式姿态调整装置中后尾喷管的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1：气泵；2：混合导体透氧膜；3：前气室；4：后气室；5：第一流道；6：第二流道；7：前尾喷管；8：后尾喷管；9：网状板；11：第一电弧加热装置；12：第二电弧加热装置；13：侧翼；14：太阳能电池阵列；15：第一控制阀；16：第二控制阀。
具体实施方式
[0026]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星喷气式姿态调整装置，其特征在于，包括：推进器，在所述推进器的迎风面和背风面分别设有混合导体透氧膜，所述混合导体透氧膜用于分离大气中的氧气和氮气；气室，设置在所述推进器的内部，用于暂存由所述混合导体透氧膜分离后的气体；所述气室包括前气室和后气室，所述前气室设置靠近所述迎风面的位置处，所述前气室的进气口与设置在所述迎风面的所述混合导体透氧膜相对应；所述后气室设置靠近所述背风面的位置处，且所述后气室与设置在所述背风面的所述混合导体透氧膜相对应；气泵，设置在所述推进器的内部，所述气泵分别与所述前气室和所述后气室相连通；所述气泵通过持续进行吸程工作用于吸收所述前气室或所述后气室暂存的气体并进行增压输送；尾喷管，包括设置在所述迎风面的前尾喷管以及设置在所述背风面的后尾喷管，所述前尾喷管与所述前气室相连通，所述后尾喷管与所述后气室相连通；所述前气室暂存的气体经过所述气泵增压输送至所述后尾喷管中进行加热并喷射，或所述后气室暂存的气体经过所述气泵增压输送至所述前尾喷管中进行加热并喷射。2.根据权利要求1所述的低轨卫星喷气式姿态调整装置，其特征在于，当所述气泵正向转动时，低轨卫星沿所述迎风面方向运动，经过所述迎风面的所述混合导体透氧膜分离后的气体暂存至所述前气室中，且所述前气室中的气体在所述气泵的作用下增压输送至所述后尾喷管中进行加热并喷射；当所述气泵反向转动时，低轨卫星沿所述背风面方向运动，经过所述背风面的所述混合导体透氧膜分离后的气体暂存至所述后气室中，且所述后气室中的气体在所述气泵的作用下增压输送至所述前尾喷管中进行加热并喷射。3.根据权利要求1所述的低轨卫星喷气式姿态调整装置，其特征在于，还包括夹持装置，所述夹持装置分别设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂珍珍，曾耀华，周晓思，张建辉，张帆，谢堂，谭天，温雨欣，王嘉龙，陈伯川，梁家丽，马明栋，张伟荣，霍宇轩，黄茜，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：