[发明专利]氙工质电推进与冷气推进双模式推进系统

说明书

本发明提供了空间推进技术领域一种氙工质电推进与冷气推进双模式推进系统，系统组成为由贮气模块、压力调节模块依次串联，下游并联电推进模块与冷气推进模块，上述模块受控制及功率模块控制，其中贮气模块、压力调节模块、控制及功率模块为电推进与冷气推进的共用模块。其优点是相对于单一电推进系统，解决了电推进系统无法提供大的控制力矩的问题，并且由于共用氙气作为工质，冷气推进与电推进所需氙气互为备份，系统集成度高，可满足人造卫星对推进系统体积及控制资源的严格限制，相对于独立的冷气推进系统，实现了冷气推力器推力大范围稳定调节，并且由于系统采用等熵膨胀减压，减小减压过程中的能量损失，系统所需温控功耗降低。

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，具体地，涉及一种氙工质电推进与冷气推进双模式推进系统。

背景技术

随着电推进技术的发展成熟，其高比冲、长寿命、小推力的优点使其在低轨卫星组网上得到了大规模应用。相较于传统的化学推进系统同时配置多台发动机的方案，电推进技术受其能源、成本、结构限制，一套系统只配置单台轨控推力器。因此，采用电推进系统的人造卫星需要配合磁棒或者飞轮进行姿态控制。由于磁棒与飞轮提供的力矩较小，控制时间长，影响整星姿态建立，甚至姿态无法控制，有些卫星需使用冷气推进来进行姿态控制与飞轮卸载，增加单独的冷气推进系统会导致推进系统复杂，需要的遥测、控制、温控资源多，重量较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种氙工质电推进与冷气推进双模式推进系统。

根据本发明提供的一种氙工质电推进与冷气推进双模式推进系统，包括贮气模块、压力调节模块、电推进模块、冷气推进模块以及控制及功率模块；

所述贮气模块与所述压力调节模块一端串联设置，所述冷气推进模块和所述电推进模块并联设置在所述压力调节模块另一端；

所述控制及功率模块控制所述贮气模块、所述压力调节模块、所述电推进模块以及所述冷气推进模块运行工作，且所述贮气模块、所述压力调节模块以及所述控制及功率模块设置为电推进模式和冷气推进模式的复用模块。

一些实施方式中，所述贮气模块包括高压压力传感器、氙气瓶、加排阀以及自锁阀一，所述氙气瓶的出口一端依次连接所述加排阀、所述高压压力传感器以及所述自锁阀一；

所述氙气瓶用于贮存高压氙工质；

所述加排阀用于地面测试和加注时对所述氙气瓶进行充放气；

所述高压压力传感器用于对所述氙气瓶的压力进行监测防止超压；

所述自锁阀一用于向下游所述压力调节模块供应高压氙工质。

一些实施方式中，所述自锁阀一与所述电磁阀一和所述电磁阀二的一端串联设置，且所述电磁阀一和所述电磁阀二的另一端与所述缓冲罐的进口一端串联设置，所述缓冲罐的出口一端连接所述低压压力传感器；

所述控制及功率模块通过所述低压压力传感器采集所述缓冲罐的压力信号控制所述电磁阀一和所述电磁阀二的开关时序，实现所述氙气瓶对所述缓冲罐进行充气。

一些实施方式中，所述冷气推进模块包括自锁阀二和冷气推力器，所述缓冲罐的出口一端还连接所述自锁阀二的一端，多个所述冷气推力器并联设置在所述自锁阀二的另一端，所述自锁阀二用于控制所述冷气推进模块的气路通断。

一些实施方式中，所述电推进模块包括流量调节器和电推力器，所述缓冲罐的出口一端还连接所述流量调节器，所述流量调节器连接所述电推力器；所述流量调节器用于控制和分配供应给所述电推力器中阴极和阳极的氙气流量。

一些实施方式中，多个所述冷气推力器与所述电推力器设置在同一卫星底板面上，且多个所述冷气推力器分别设置在所述卫星底板面的四角上；