一种基于磁流体的袖珍立方星推进系统及袖珍立方星

本发明涉及袖珍立方星，具体而言，涉及一种基于磁流体的袖珍立方星推进系统及袖珍立方星。

背景技术：

1、随着航天经济产业高速发展，国内外市场对卫星需求量大幅攀升，尤其微小卫星。与传统大型卫星相比，微小卫星具有质量轻、体积小、成本低、便于批量化生产和一箭多星等优势，是当前国际卫星产业发展的重点。

2、但现有微小卫星出于体积限制，推进效率较低。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是现有微小卫星出于体积限制，推进效率较低。

2、为解决上述问题，本发明提供一种基于磁流体的袖珍立方星推进系统，所述袖珍立方星推进系统包括：推进剂箱，所述推进剂箱包括：推进装置和箱体外壳，所述推进装置设于所述箱体外壳内，所述推进装置具有磁流体，所述箱体外壳具有排气口；导磁件，所述导磁件位于所述推进装置远离所述排气口的一侧；雾化器，所述雾化器连接所述导磁件远离所述推进装置的一端；磁体，所述磁体设于所述导磁件靠近所述雾化器的一侧。

3、采用该技术方案后所达到的技术效果：袖珍立方星推进系统运行时，推进装置内的磁流体通过毛细吸力从推进装置经由导磁件传送至雾化器，通过雾化器将磁流体雾化成细小液滴并以高速喷射出来，实现推进；磁体一方面对流入雾化器的磁流体进行磁化，另一方面提供外部磁场以推动和加速雾化的磁流体液滴，从而提升推进的效率；推进剂箱、导磁件和雾化器在结构紧凑的情况下实现了较高的推进效率，相应的，袖珍立方星的体积更小，推进速度更高，应用场景也更加广泛。

4、进一步的，所述推进装置具有第一安装孔，所述第一安装孔连通所述排气口；所述导磁件至少部分插入所述第一安装孔，与所述推进装置配合。

5、采用该技术方案后所达到的技术效果：推进装置通过第一安装孔与导磁件充分接触，增大接触面积，提高磁流体输送的效率；同时，导磁件中的气体也可以从第一安装孔向排气口方向排出。

6、进一步的，所述袖珍立方星推进系统还包括：磁体外壳，所述磁体外壳具有容纳腔，所述导磁件穿过所述容纳腔，并且所述磁体配合于所述容纳腔内，所述磁体外壳与所述推进剂箱固定。

7、采用该技术方案后所达到的技术效果：推进装置与导磁件的配合更加稳定，且推进装置与导磁件的接触面积更大，更多的磁流体可以通过导磁件进入雾化器，从而提高推进效率。

8、进一步的，所述袖珍立方星推进系统还包括：第一密封件，所述第一密封件设于所述磁体外壳和所述推进剂箱之间，所述导磁件穿过所述第一密封件。

9、采用该技术方案后所达到的技术效果：第一密封件用于密封磁体外壳和推进剂箱之间的缝隙，阻挡磁流体从该缝隙周侧流出，避免磁流体浪费或影响袖珍立方星的其他结构。

10、进一步的，所述袖珍立方星推进系统还包括：端板，所述端板盖设于所述雾化器远离所述磁体外壳的一侧，所述端板具有雾化器开口，所述雾化器至少部分暴露于所述雾化器开口。

11、采用该技术方案后所达到的技术效果：端板用于压紧固定雾化器，保证雾化器与导磁件的贴合，实现磁流体的稳定传递；雾化器接收磁流体后，例如通过超声振动的方式将磁流体分成微小液滴，并从雾化器开口高速喷射出来，实现袖珍立方星的推进。

12、进一步的，所述雾化器包括：压电致动器和多孔板，所述多孔板与所述磁体外壳贴合，所述压电致动器设于所述多孔板远离所述磁体外壳的一侧；其中，所述压电致动器与所述雾化器开口配合。

13、采用该技术方案后所达到的技术效果：压电致动器在收到控制信号后与多孔板一同振动，多孔板上的孔与磁流体不断碰撞，从而将磁流体分为微小液滴，高速喷出；雾化器开口还能够对压电致动器进行定位安装，实现雾化器的固定，在压电致动器振动的过程中，压电致动器的位置也不会发生偏移，因此雾化器的结构更加稳定。

14、进一步的，所述袖珍立方星推进系统还包括：第二密封件，所述第二密封件设于所述端板和所述磁体外壳之间，所述第二密封件位于所述雾化器的周侧。

15、采用该技术方案后所达到的技术效果：第二密封件用于密封端板和所述磁体外壳之间的缝隙，在雾化器振动时，第二密封件避免磁流体从该缝隙周侧流出，避免磁流体浪费或影响袖珍立方星的其他结构；同时，第二密封件采用弹性材料进行密封，还可以对雾化器实现缓冲作用，避免雾化器振动时不断碰撞磁体外壳而损坏。

16、进一步的，所述推进剂箱还包括：排气板和疏水板，所述排气口开设于所述排气板，所述疏水板覆盖所述排气口，所述疏水板位于所述排气板和所述箱体外壳之间。

17、采用该技术方案后所达到的技术效果：排气板通过排气口可以排出袖珍立方星发射阶段磁流体中的残留空气，疏水板用于通过空气，同时阻挡磁流体流出排气板，避免磁流体泄漏。

18、进一步的，所述袖珍立方星推进系统还包括：驱动电路板，所述驱动电路板电连接所述雾化器。

19、采用该技术方案后所达到的技术效果：驱动电路板用于向雾化器发出信号，控制雾化器进行振动。

20、进一步的，所述推进装置为聚酰亚胺泡沫材料；和/或，所述磁流体通过聚乙二醇作为载体。

21、采用该技术方案后所达到的技术效果：推进装置用于避免在太空环境中发生磁流体的晃动，并控制磁流体的输送，推进装置采用聚酰亚胺泡沫材料，还具有高度稳定和耐化学腐蚀的效果；聚乙二醇载体具有低蒸气压、高沸点和低结冰点的特点，适合在外太空中长期储存。

22、进一步的，本发明还提供一种袖珍立方星，包括上述任一技术方案提供的袖珍立方星推进系统。

23、采用该技术方案后所达到的技术效果：该袖珍立方星能够实现上述任一技术效果。

24、综上所述，本申请上述各个技术方案可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)袖珍立方星推进系统运行时，推进装置内的磁流体通过毛细吸力从推进装置经由导磁件传送至雾化器，通过雾化器将磁流体雾化成细小液滴并以高速喷射出来，实现推进；ii)磁体一方面对流入雾化器的磁流体进行磁化，另一方面提供外部磁场以推动和加速雾化的磁流体液滴，从而提升推进的效率；iii)推进剂箱、导磁件和雾化器在结构紧凑的情况下实现了较高的推进效率，相应的，袖珍立方星的体积更小，推进速度更高，应用场景也更加广泛；iv)推进装置用于避免在太空环境中发生磁流体的晃动，并控制磁流体的输送，推进装置采用聚酰亚胺泡沫材料，还具有高度稳定和耐化学腐蚀的效果；v)聚乙二醇载体具有低蒸气压、高沸点和低结冰点的特点，适合在外太空中长期储存。

技术特征：

1.一种基于磁流体的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统包括：

2.根据权利要求1所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述推进装置具有第一安装孔，所述第一安装孔连通所述排气口；所述导磁件至少部分插入所述第一安装孔，与所述推进装置配合。

3.根据权利要求1所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统还包括：

4.根据权利要求3所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统还包括：

5.根据权利要求3所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统还包括：

6.根据权利要求5所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述雾化器包括：

7.根据权利要求5所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统还包括：

8.根据权利要求1所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述推进剂箱还包括：

9.根据权利要求1所述的袖珍立方星推进系统，其特征在于，所述袖珍立方星推进系统还包括：

10.一种袖珍立方星，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的袖珍立方星推进系统。

技术总结
本发明提供了一种基于磁流体的袖珍立方星推进系统及袖珍立方星，所述袖珍立方星推进系统包括：推进剂箱，所述推进剂箱包括：推进装置和箱体外壳，所述推进装置设于所述箱体外壳内，所述推进装置用于储存磁流体，所述箱体外壳具有排气口；导磁件，所述导磁件位于所述推进装置远离所述排气口的一侧；雾化器，所述雾化器连接所述导磁件远离所述推进装置的一端；磁体，所述磁体设于所述导磁件靠近所述雾化器的一侧。本发明解决了现有微小卫星出于体积限制，推进效率较低的问题。

技术研发人员：谢健豪,陆碧妲,杜南·哈林,石泳,申玉清
受保护的技术使用者：宁波诺丁汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9