[发明专利]一种冷气和离子复合推进系统

说明书

本发明公开了一种冷气和离子复合推进系统，其包含：离子推进系统，用于航天器的主推进，其包含离子推进器、中和器、储供单元以及固态微波源；储供单元分别连接该离子推进器以及中和器以分别向离子推进器及中和器提供氙气；固态微波源分别连接该离子推进器以及中和器以分别向离子推进器及中和器提供微波；冷气推进系统，用于航天器的短时快速机动和姿态控制，其包含冷气推力器，离子推进系统的储供单元连接冷气推力器以向其提供氙气；电源，用于向离子推进系统以及冷气推进系统供电；控制器，用于对离子推进系统及冷气推进系统进行状态精确控制。其优点是：冷气推进实现航天器快速机能，离子推进实现长时间远距离加速，该推进系统比冲高。

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，具体涉及一种冷气和离子复合推进系统。

背景技术

传统推进系统使用的是化学或冷气推进系统，前者燃料需求量大，后者使用寿命低，针对未来微纳航天器，急需一种具有快速机动能力和长时间加速运动的推进器，其需要做到不仅能够节省能源，还要工作寿命长。

离子推力器比冲高但推力小，冷气推进器比冲低但推力大，前者用于长期高效工作，后者用于短时间大推力机动。现有目前国内推进系统中一个卫星上即有一套独立的冷气推进系统，还有一套完整的离子推进系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷气和离子复合推进系统，使用冷气推进系统实现航天器的快速机能，使用离子推进器实现长时间、远距离的加速，解决了传统化学和冷气推进系统比冲较低的问题，可以大大节省燃料重量，增加工作寿命，在未来微纳航天器技术领域具有广泛的应用前景。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种冷气和离子复合推进系统，用于航天器的推进，其特征是，包含：

离子推进系统，用于航天器的主推进，其包含离子推进器、中和器 、储供单元以及固态微波源；储供单元分别连接该离子推进器以及中和器以分别向离子推进器及中和器提供氙气；固态微波源分别连接该离子推进器以及中和器以分别向离子推进器及中和器提供微波；

冷气推进系统，用于航天器的短时快速机动和姿态控制，其包含冷气推力器，离子推进系统的储供单元连接冷气推力器以向其提供氙气；

电源，用于向离子推进系统以及冷气推进系统供电；

控制器，用于对离子推进系统及冷气推进系统进行状态精确控制。

上述的冷气和离子复合推进系统，其中，所述离子推进系统的储供单元包含：

加注阀，输入端连接氙气气源；

依次连接的高压气瓶、截止阀、第一过滤器、减压阀、第一高速开关阀、缓冲装置、第二过滤器、第一脉冲电磁阀以及微流量节流器；高压气瓶还连接加注阀输出端，并由一第一压力传感器监测高压气瓶内氙气的压力；

安全阀，设置在减压阀的输出端；

第二压力传感器，用于检测减压阀输出端氙气的压力；

第三压力传感器，用于检测缓冲装置内氙气的压力；

高压气路隔直器，微流量节流器的输出端通过该高压气路隔直器连接离子推力器；

低压气路隔直器，微流量节流器的输出端通过该低压气路隔直器连接中和器；

高压微波隔直器，固态微波源的输出端通过该高压微波隔直器连接离子推力器；

低压微波隔直器，固态微波源的输出端通过该低压微波隔直器连接中和器。

上述的冷气和离子复合推进系统，其中，所述的冷气推进系统还包含：

第二脉冲电磁阀，其作为冷气推进系统的总开关，其输入端连接离子推进系统中储供单元的减压阀输出端；