[发明专利]一种用于电推进的液体推进剂供给组件及电推进系统

说明书

本申请公开了一种用于电推进的液体推进剂供给组件及电推进系统。该用于电推进的液体推进剂供给组件包括：管路以及依次设置在所述管路上且由所述管路导通的加热装置、多孔材料件、防水透气膜和减压阀。本发明还提供了包括上述用于电推进的液体推进剂供给组件的电推进系统。本申请解决了空间电推进中氙气作为推进剂成本高、无法长期大量应用、以及而飞行器自身携带的空间废液、废水及原位资源可用的液体不能得以利用的问题。实现了液体推进剂的微流量供给，具有效率高、灵活度高、适用范围宽和长寿命的特点。

技术领域

本申请涉及航天空间电推进领域，具体而言，涉及一种用于电推进的液体推进剂供给组件及电推进系统。

背景技术

电推进系统，也称电火箭发动机，是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。传统的化学推进系统是通过化学反应将化学能转化为机械能，而电推进系统则是利用太阳能转化为电能，然后将电能转化为机械能，它的优点是不再需要使用固体或液体燃料，省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等，能大幅减少航天器的燃料携带量。电推进系统一般分为三个部分：电源处理单元、推进剂工质贮存与供应单元、推力器。推进剂是电推进中的工质，目前应用最广泛的推进剂是惰性气体氙(Xe)，在15兆帕压力下，把氙气液化高密度存储，在空间减压气化，实现氙气的供给。

氙气虽然是电推进的最佳选择，但受制于价格、推进剂发射成本和地面发射能力的限制，难以实现长期大量的应用。而飞行器自身携带的空间废液、废水及原位资源可用的液体，均可考虑作为空间电推进的推进剂，液体推进剂为电推进提供了一种可行的技术途径，同时也可极大降低成本。但是，液体推进剂必须转化为气体工质才能用于放电运行，因此必须解决空间电推进液体推进剂供给的问题。

此外，开展深空探测、超深空探测、深空货运及原位资源利用等重大空间任务也需要超大推力和长寿命电推进的动力支持，而长寿命、高效率、宽适用范围的液体推进剂供给组件是提升电推进性能不可或缺的关键组件，目前急需设计这种组件。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于电推进的液体推进剂供给组件及电推进系统，以解决空间电推进中氙气作为推进剂成本高、无法长期大量应用、以及而飞行器自身携带的空间废液、废水及原位资源可用的液体不能得以利用的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于电推进的液体推进剂供给组件，包括：管路以及依次设置在所述管路上且由所述管路导通的加热装置、多孔材料件、防水透气膜和减压阀。

进一步地，所述加热装置包括壳体以及设置在所述壳体内的电热管和螺旋管，所述螺旋管螺旋盘绕于所述电热管的外表面，所述螺旋管与所述管路连通。

进一步地，所述多孔材料件采用钛基多孔材料柱。

进一步地，所述防水透气膜采用聚四氟乙烯薄膜。

进一步地，所述防水透气膜由一组环形垫片固定且设置于所述管路中。

进一步地，所述的用于电推进的液体推进剂供给组件还包括：设置在所述管路上的液体过滤器，所述液体过滤器位于所述加热装置远离所述多孔材料件的一端。

进一步地，所述的用于电推进的液体推进剂供给组件还包括：设置在所述管路上的气体流量控制器，所述气体流量控制器位于所述减压阀远离所述防水透气膜的一端。

进一步地，所述的用于电推进的液体推进剂供给组件还包括：设置在所述管路上的第一管路清洗控制阀和第二管路清洗控制阀，所述第一管路清洗控制阀位于所述加热装置远离所述多孔材料件的一端，所述第二管路清洗控制阀位于所述防水透气膜和所述减压阀之间。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电推进系统，包括上述的用于电推进的液体推进剂供给组件。

本发明技术方案，具有以下优点：