[发明专利]类球形结构高精度矢量合成核能微推进系统

摘要

本发明公开了一种类球形高精度矢量合成核能微推进器，包含类球形矢量合成支架、核能动力面元、面元控制开关、面元传热单元、热电转换中心五个子结构。本发明使用核自发衰变形成的粒子动能形成反冲动力，利用类球形结构排布不同推力指向的推力单元，通过叠层式对旋结构对每个推力单元进行独立、连续控制，以形成总推力的大小和方向高精度可调的微推进器，并将衰变伴生的热能进一步转化为电源和热源使用且本发明特别适应高精高稳平台的精确控制应用。

主权项

1.类球形高精度矢量合成核能微推进系统，包括但不限于：类球形矢量合成支架、核能动力面元、面元控制开关、面元传热单元、热电转换中心五个子结构，其特征在于：（1）类球形矢量合成支架，其为一类球形外凸构型，由一到多种正多边形平面拼接组成类球形结构，使正多边形平面上附着的核能动力面元的独立推力指向类球形结构中心，进而提供了分推力的矢量合成为总推力的基本构型，是高精度推力和方向控制的结构基础；（2）核能动力面元，由薄膜基底上附着α放射性衰变材料形成；α放射性衰变材料向基底侧2π空间发射的α粒子被基底阻挡吸收，不形成推力，向开放的2π空间发射的α粒子，形成推力；该面元的推力垂直于面元表面，从基底侧指向α放射性衰变材料侧，面元开放面积提供推力，被遮挡面积不提供推力，衰变材料在放射性耗尽前恒定发热；面元与面元控制开关的最大开放孔径尺寸一致、配准，面元位于面元控制开关底部；（3）面元控制开关对核能动力面元的面积、推力进行连续控制；面元控制开关成叠层环形，形成中央通道；面元的面积遮挡结构采用多叶结构，多叶结构嵌入控制结构中；开关采用对旋方式，控制结构正转，多叶结构反转打开，通道扩大，面元提供的推力变大；反之亦然，控制结构反转，多叶结构正转关闭，通道缩小，面元提供的推力变小；（4）面元传热中心为高导热材料的中空管构成，连接每个核能动力面元与热电转换中心，使得面元与热电转换中心的热端充分换热；中空内部穿行面元控制开关的控制走线；（5）热电转换中心具有热端、热电转换器件和冷端三层结构，热端和冷端形成温差，通过热电转换器件持续发电；冷端仍有较高热量，继续作为航天器热源使用。