一种星用高集成度液氨推进系统的制作方法

文档序号:42587632发布日期:2025-07-29 17:40阅读:72来源:国知局

本申请实施例涉及空间推进,特别涉及一种星用高集成度液氨推进系统。


背景技术:

1、空间推进技术是将化学能、电能等能源转化为推进剂喷射动能的技术,主要应用于航天器轨道机动位置保持、姿态控制和动量轮卸载等。空间推进技术在载人航天、人造卫星、运载火箭、深空探测器、防务系统等方面扮演重要角色,空间推进保障载人航天工程可靠实施、实现人造卫星长期在轨、确保运载火箭精确入轨、助力探测器星际航行、空间推进提升防务系统高效机动能力。

2、近年来,随着微小卫星和立方体卫星的普及,冷气推进系统因其轻量化和低成本的特点,成为这些卫星进行轨道调整和姿态控制的首选推进方式。微小卫星由于自身质量、体积、功率有限,其广泛应用对空间动力提出了更高的要求,推力小、比冲高、质量轻、体积小的空间动力装置更能匹配微小卫星的动力需求。相较于传统的化学推进和电推进,冷气推进系统成本低、结构简单、安全性高,其比冲虽然低于电推进,但在精准控制方面表现尤为突出,目前大量应用于微小卫星的轨控任务。如天都二号、魔方二号、云瑶一号等卫星都采用了冷气推进技术作为卫星的变轨动力。随着卫星星座市场规模的扩大和技术的进步,冷气推进技术的应用范围将会进一步扩大,为未来的航天任务提供更多的可能性。

3、冷气推进是以氮气、氦气等“冷气”为工质,通过释放贮存罐内的气体来产生推力。液氨推进系统属于相变气体推进,目前液氨推进系统在百公斤下微小卫星应用广泛,且大多采用外加热方式。液氨推进系统在应用过程中需提前预热,使内部液氨达到工作温度,外加热方式热传递效率较低,对于较大总冲的液氨推进系统,达到工作温度需要的预热时间过长,无法有效满足推进系统工作需求。


技术实现思路

1、传统液氨推进系统,通过管路接头,将各个阀门组件连接起来,受限于管路的弯折要求以及各功能阀门的安装、调试以及维护的便利性,较多的管路接头极大降低了安装效率,增加了漏点,同时还需要很大的空间,导致整个供气系统体积和重量都较大,对液氨的加热通常采取外加热的方式,需要额外的加热装置,热传导的效率较低,系统长期稳定性较差。

2、为解决上述问题,本申请的实施例提供了一种星用高集成度液氨推进系统,该星用高集成度液氨推进系统包括:

3、液氨贮箱,液氨贮箱包括壳体和贮氨腔,壳体内设置有输氨通路和贮氨腔连通,壳体上设置有一段贯穿壳体外表面的第一插装腔、第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔,第一插装腔、第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔依次通过输氨通路连通,第一插装腔内设置有电磁阀组件,第二插装腔内设置有减压阀,第三插装腔内设置有加热器,第四插装腔内设置有喷嘴。

4、本申请实施方式的目的在于提供一种星用高集成度液氨推进系统,通过集成化设计和插装式结构,省略错综复杂的管路布局结构,降低整体系统的重量和体积,便于进行批量生产和安装,减少工艺复杂性,降低成本,采用内加热的方式,减小热量损失,提高热传递效率,采用双冗余电磁阀设计,配置压力传感器进行监测,提高整体系统的长期稳定性。

5、在一些实施方式中,电磁阀组件包括第一电磁阀和第二电磁阀,用于控制输氨通路的连通和阻断。

6、在一些实施方式中,当第一电磁阀和第二电磁阀均处在打开状态时,输氨通路处在连通状态;当第一电磁阀和第二电磁阀中的至少一个处在关闭状态,输氨通路处在阻断状态。

7、在一些实施方式中,减压阀包括减压阀芯和减压阀弹簧,减压阀弹簧套设在减压阀芯上,输氨通路通过减压阀芯。

8、在一些实施方式中,加热器包括加热组件,加热组件通过第三插装腔延伸到输氨通路内。

9、在一些实施方式中,加热组件的外表面设置有螺旋凹槽,螺旋凹槽与输氨通路的内壁之间的空隙形成加热通路。

10、在一些实施方式中,壳体上还设置有第五插装腔和第六插装腔,第五插装腔与贮氨腔连通,第六插装腔与减压阀和加热器之间的输氨通路连通。

11、在一些实施方式中,第五插装腔内设置有第一传感器,用于监测贮氨腔内的压力;第六插装腔内设置有第二传感器,用于监测减压阀和加热器之间的输氨通路内的压力。

12、在一些实施方式中,壳体上还设置有第七插装腔,第七插装腔的一端与贮氨腔连通,另一端贯穿壳体的外表面。

13、在一些实施方式中,第七插装腔内设置有加注阀,加注阀用于向贮氨腔内加注液氨。

14、在一些实施方式中,壳体的外表面设置有多个安装孔,多个安装孔用于壳体的外接固定。

15、附图说明

16、一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

17、图1是本申请一些实施例提供的液氨推进系统整体结构图;

18、图2是本申请一些实施例提供的液氨推进系统整体主视图;

19、图3是本申请一些实施例提供的液氨推进系统整体剖视图;

20、图4是本申请一些实施例提供的液氨贮箱的结构视图;

21、图5是本申请一些实施例提供的第一插装腔局部放大图;

22、图6是本申请一些实施例提供的第一插装腔结构剖视图;

23、图7是本申请一些实施例提供的第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔结构剖视图;

24、图8是本申请一些实施例提供的第七插装腔结构剖视图;

25、图9是本申请一些实施例提供的液氨推进系统原理图。



技术特征:

1.一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,包括液氨贮箱,所述液氨贮箱包括壳体和贮氨腔,所述壳体内设置有输氨通路和所述贮氨腔连通,所述壳体上设置有一端贯穿所述壳体外表面的第一插装腔、第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔,所述第一插装腔、所述第二插装腔、所述第三插装腔和所述第四插装腔依次通过所述输氨通路连通,所述第一插装腔内设置有电磁阀组件,所述第二插装腔内设置有减压阀,所述第三插装腔内设置有加热器,所述第四插装腔内设置有喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述电磁阀组件包括第一电磁阀和第二电磁阀,用于控制所述输氨通路的连通和阻断;

3.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述减压阀包括减压阀芯和减压阀弹簧,所述减压阀弹簧套设在所述减压阀芯上,所述输氨通路通过所述减压阀芯。

4.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述加热器包括加热组件,所述加热组件通过所述第三插装腔延伸到所述输氨通路内。

5.根据权利要求4所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述加热组件的外表面设置有螺旋凹槽,所述螺旋凹槽与所述输氨通路的内壁之间的空隙形成加热通路。

6.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述壳体上还设置有第五插装腔和第六插装腔,所述第五插装腔与所述贮氨腔连通,所述第六插装腔与所述减压阀和所述加热器之间的所述输氨通路连通。

7.根据权利要求6所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述第五插装腔内设置有第一传感器,用于监测所述贮氨腔内的压力;

8.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述壳体上还设置有第七插装腔,所述第七插装腔的一端与所述贮氨腔连通,另一端贯穿所述壳体的外表面。

9.根据权利要求8所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述第七插装腔内设置有加注阀,所述加注阀用于向所述贮氨腔内加注液氨。

10.根据权利要求1所述的一种星用高集成度液氨推进系统,其特征在于,所述壳体的外表面设置有多个安装孔,多个所述安装孔用于所述壳体的外接固定。


技术总结
本申请实施例涉及空间推进技术领域,公开了一种星用高集成度液氨推进系统。包括液氨贮箱,液氨贮箱包括壳体和贮氨腔,壳体内设置有输氨通路和贮氨腔连通,壳体上设置有一端贯穿壳体外表面的第一插装腔、第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔,第一插装腔、第二插装腔、第三插装腔和第四插装腔依次通过输氨通路连通,第一插装腔内设置有电磁阀组件,第二插装腔内设置有减压阀,第三插装腔内设置有加热器,第四插装腔内设置有喷嘴。本申请实施例提供的星用高集成度液氨推进系统通过集成化设计,降低整体系统的重量和体积,采用内加热和双冗余电磁阀设计,提高热传递效率,提高整体系统的长期稳定性。

技术研发人员:刘彦杰,冷晓倩,刘冬阳
受保护的技术使用者:上海瀚空动力科技有限公司
技术研发日:20240913
技术公布日:2025/7/28
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