[发明专利]一种吸气式电推进装置地面实验验证系统

说明书

本申请涉及航天器推进技术领域，具体而言，涉及一种吸气式电推进装置地面实验验证系统，包括真空舱、第一控制系统、第二控制系统、密闭腔体、涡轮、电推力器以及抽真空系统，其中：第一控制系统设置在真空舱的上方，通过第一法兰组与真空舱连接；第二控制系统设置在真空舱的侧面，通过第二法兰组与真空舱连接；抽真空系统设置在真空舱的底部，与真空舱连通；密闭腔体、涡轮以及电推力器均设置在真空舱的内部，并且依次连接。本申请保证了吸气式电推进装置地面工作环境与空间工作时的一致性，实现了吸气式电推进装置地面实验的验证，为吸气式电推进系统的优化提供了具有重要参考价值的测试数据。

技术领域

本申请涉及航天器推进技术领域，具体而言，涉及一种吸气式电推进装置地面实验验证系统。

背景技术

吸气式电推进系统以太阳电池提供能源，利用超低地球轨道环境中稀薄氮气、氧气和氧原子作为工质来源，将其电离、加速喷出等过程产生推力，作为超低地球轨道航天器轨道维持的动力，使航天器较少或无需携带工质既可在超低地球轨道上逗留及机动，可解决现有技术不能使飞行器长期逗留、机动于超低轨的难题，是一项极具发展前景的航天动力前沿技术，通过该技术，对于充分控制和利用超低轨道资源具有重大意义，吸气式电推进系统可广泛应用于高分对地观测卫星、地球重力场测量卫星和超高速通信卫星等航天器平台。

吸气式电推进系统主要由被动气体收集增压单元、涡轮和电推力器组成，在地面难以模拟空间相对于吸气式电推进系统吸气端的7.8km/s的高速中性气流，一方面是准直度达不到要求，另一方面气体成分也难以准确模拟，但是，吸气式电推进被动单元采用数值计算可以比较准确的模拟，因此，可在地面对吸气式电推进系统被动单元之后的涡轮加电推力器部分，也就是本专利所述的吸气式电推进装置，进行地面实验验证，地面实验验证系统可以在地面对于吸气式电推进装置空间工作环境条件进行模拟，对吸气式电推进装置性能进行考察，有助于对吸气式电推进系统进行优化。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种吸气式电推进装置地面实验验证系统，对吸气式电推进装置空间工作环境条件进行模拟，有利于吸气式电推进系统的优化。

为了实现上述目的，本申请提供了一种吸气式电推进装置地面实验验证系统，包括真空舱、第一控制系统、第二控制系统、密闭腔体、涡轮、电推力器以及抽真空系统，其中：第一控制系统设置在真空舱的上方，通过第一法兰组与真空舱连接；第二控制系统设置在真空舱的侧面，通过第二法兰组与真空舱连接；抽真空系统设置在真空舱的底部，与真空舱连通；密闭腔体、涡轮以及电推力器均设置在真空舱的内部，并且依次连接。

进一步的，第一控制系统包括第一流量计、第一气瓶、第二流量计以及真空舱压力控制系统，其中：真空舱压力控制系统分别与第一流量计和第二流量计连接；第一流量计和第二流量计均通过气体输送管路与第一气瓶连接。

进一步的，第一法兰组包括第一穿舱法兰和第二穿舱法兰，其中：第一穿舱法兰设置在真空舱的上端面，第一流量计通过第一穿舱法兰与真空舱连通；第二穿舱法兰设置在真空舱的上端面，第二流量计通过第二穿舱法兰与真空舱连通。

进一步的，第二控制系统包括第三流量计、第二气瓶以及第四流量计，第三流量计和第四流量计均通过气体输送管路与第二气瓶连接。

进一步的，第二法兰组包括第三穿舱法兰和第四穿舱法兰，其中：第三穿舱法兰设置在真空舱的侧端面，第三流量计通过第三穿舱法兰与密闭腔体连通；第四穿舱法兰设置在真空舱的侧端面，第四流量计通过第四穿舱法兰与密闭腔体连通。

进一步的，密闭腔体的一侧设置有第三法兰组，另一侧与涡轮连接。

进一步的，第三法兰组包括第五穿舱法兰和第六穿舱法兰，其中：第五穿舱法兰设置在密闭腔体的侧端面，通过气体输送管路与第三穿舱法兰连通；第六穿舱法兰设置在密闭腔体的侧端面，通过气体输送管路与第四穿舱法兰连通。