[发明专利]一种光压动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光推进技术领域，尤其涉及一种用于推进微小卫星的光压动力系统。

背景技术

应用激光推进技术的光压动力系统是一种新概念推进方式，即把激光由热能变为动能，作为推进工具发射载荷，具有比较好的机动性、灵活性和可靠性；而光压动力系统与传统化学推进系统相比，又具有比冲高、有效载荷比大、推进参数调节范围大，发射成本低，无环境污染，激光器可重复利用等优点。

随着激光技术的发展，大功率激光器技术日益成熟，使得光压动力系统在航天运载发射、卫星与载荷空间机动等方面有着广阔的应用前景，可广泛用于微小卫星近地轨道发射、地球轨道碎片清除、微小卫星姿态和轨道控制、载荷姿态调整、载荷轨道机动以及近地轨道发射乃至深空飞行任务等领域。激光推进技术应用前景广阔，是国内外新型高效航空航天推进技术研究的前沿和热点。目前，各航天大国都非常重视这项高端技术，投入大量人力和财力进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光压动力推进系统，其具有比冲高、比推力大、有效载荷比大、推进参数调节范围大的特点，特别适合作为小卫星和许多轻型载荷的推进系统，并且能够多次使用，发射灵活，无需长周期准备，可用于应急通信、军事侦察等卫星的快速发射。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光压动力推进系统，所述系统包括：载荷承载板，所述载荷承载板上方一侧设置有要推进的载荷，下方一侧设置有第一导光镜组件；激光器组件，所述激光器组件包括多个激光器，所述多个激光器按一定规则排列并用于向所述载荷承载板不设置载荷的另一侧发射激光，从而通过激光束产生的光压推动所述载荷承载板；开关组件，所述开关组件设置在所述多个激光器发射激光的光路上，用于按一定的时间周期间隔阻挡激光器发出的激光到达所述载荷承载板上，所述开关组件面对所述载荷承载板的一侧设置有第二导光镜组件；其中，所述第一导光镜组件用于将发射到所述载荷承载板上的激光按其发射原路反射回所述开关组件上，所述第二导光镜组件用于将所述第一导光镜组件反射的激光反射回所述载荷承载板。

优选地，所述开关组件的开关时间控制由激光能量的衰减程度决定，当激光能量衰减至第一阈值时，开关开启，使激光器发出的激光到达所述载荷承载板上；当激光能量大于第一阈值时，开关关闭，阻挡激光器发出的激光到达所述载荷承载板上。

优选地，所述开关设置为带有至少一个透光通孔的可旋转圆盘。

优选地，所述可旋转圆盘设置为沿其半径方向均匀排布至少一排透光通孔，每排设置有至少一个透光通孔。

优选地，所述可旋转圆盘的旋转速度设置为周期性的通过所述透光通孔阻挡激光器发出的激光到达所述载荷承载板上：当激光能量衰减至第一阈值时，所述旋转圆盘的透光通孔旋转至第一位置，所述第一位置使所述激光器发射的激光能够穿过透光通孔发射至载荷承载板；当激光能量大于第一阈值时，所述旋转圆盘旋转至第二位置，使所述激光器发射的激光束到达所述旋转圆盘的非透光区域，阻挡激光束发射至载荷承载板。

优选地，所述激光器组件与所述旋转圆盘的透光通孔排布方式相同，且位置上一一对应，用于向所述旋转圆盘发射激光。

优选地，所述激光器设置为脉冲激光器或太阳能激光器。

优选地，所述第一导光镜组件和第二导光镜组件设置为直角反射镜，所述直角反射镜能够使激光的反射光线平行于出射光线。

优选地，所述第二导光镜组件设置在开关组件面对所述载荷承载板的一侧的非透光区域。

根据本发明的一种光压动力系统，解决了小卫星和许多轻型载荷发射成本高、可靠性和成功率低的缺陷，并且采用激光能量转化成动能的非化学式无毒推进，不会对大气环境造成污染。此外，随着激光功率的提高，可以成倍地提高运载能力；理论上光压动力系统可以超越每一级化学燃料火箭推进速度的上限，这在深太空探测中具有重要意义。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1示出了根据本发明的一种光压动力系统的原理图。

图2示出了根据本发明的一种光压动力系统的开关组件的结构图。