[发明专利]一种微型模块化丁烷推进系统结构及推进方法

说明书

一种微型模块化丁烷推进系统结构及推进方法，结构包括模块主体结构、加排阀、加热系统、电磁阀；加热系统位于模块主体结构的中心位置，用于对推进剂进行状态确定和加热；电磁阀并列排列在模块主体结构的上部，用于对推进剂的流通进行通断管理；加排阀位于模块主体结构的一侧凹槽内，通过螺钉与模块主体结构连接，通过加排阀实现推进剂的加注和排出。本发明采用模块化设计理念将传统推进系统中各单机进行高度集成，与传统推进系统中单机的分体式分布结构不同，具有集成度高、体积小、质量轻、方便安装、可快速批量生产、成本低等特点，可以满足微纳卫星对微推进系统的需求。

技术领域

本发明涉及一种微型模块化丁烷推进系统结构及推进方法。

背景技术

近期微纳卫星迅速崛起，在未来的全球卫星市场，微纳卫星占据明显优势。相比传统大卫星，微纳卫星具有体积小、重量轻、对用户需求反应迅速、研制周期短、成本低、使用寿命较短等特点，具有快速批量组装、测试、形成空间系统的能力，能更快满足临时提出的空间任务需求，更重要的是它们可以通过组成分布式星座完成以往大卫星的任务，是未来军事空间技术发展的趋势。根据微纳卫星的特点，要求微推进系统具备模块化、体积小、质量轻等特性，而传统推进系统由于设计思路和加工技术的不同，很难实现推进系统的微型化。

为满足微纳卫星对推进系统的需求，本发明提出了一种丁烷液化气微推进模块，此微推进模块与传统推进系统的分体式分布结构不同，具有集成度高、模块化、低成本、预包装的特点，可以满足微纳卫星对微推进系统的需求。

中国专利“用于微纳卫星的微型液体燃料推进系统”(专利号：CN200810220280.1)“用于微纳卫星的微型液体燃料推进系统”是一种将传统的推进系统进行微小型设计，包括有增压气体发生器、微型推进器、为微型推进器提供液体燃料的燃料贮箱以及管路等结构，所有结构均分布在一个平面上，体积较大，很难满足微纳卫星对推进系统体积和重量的要求。

中国专利(专利号：CN201420562343.2)“一种用于微小卫星的高压气体推进系统”其特征在于包括：高压储气瓶，为球形铝合金内胆，并在所述铝合金内胆的外部缠绕碳纤维；高压自锁瓶阀，安装在所述高压储气瓶的瓶口，用于控制所述高压储气瓶内气体的进出。此专利需要进行气体压缩存储，系统压力较大，因此贮箱的体积和重量较大，无法满足微纳卫星对推进系统体积和重量的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种微型模块化丁烷推进系统结构，通过将单机进行微型化设计，将传统推进系统中体积占比较大的贮箱、气化室和管路等进行高度集成，空间布局紧凑新颖，实现了结构的模块化、微型化，在确保性能满足微纳卫星需求的前提下，大大的减小了微推进系统的体积和重量。

本发明所采用的技术方案是：一种微型模块化丁烷推进系统结构，包括：模块主体结构、加排阀、加热系统、电磁阀；加热系统位于模块主体结构的中心位置，用于对推进剂进行状态确定和加热；电磁阀并列排列在模块主体结构的上部，用于对推进剂的流通进行通断管理；加排阀位于模块主体结构的一侧凹槽内，通过螺钉与模块主体结构连接，通过加排阀实现推进剂的加注和排出。

还包括金属辅助支架、电磁阀安装支架；电磁阀两端通过电磁阀安装支架进行固定，再通过螺钉将电磁阀支架、金属辅助支架与模块主体结构连接固定。

所述模块主体结构采用非金属材料通过3D打印而成；模块主体结构外形为一个长方体结构，内部包括了贮箱、气化室、流通管道及喷管结构。

所述加热系统包括加热器、温度传感器、压力传感器；其中加热器用于将流入气化室的推进剂进行加热，温度传感器和压力传感器用于监测气化室中推进剂的温度和压力值。

所述加热器包括主加热器和副加热器；主加热器和副加热器分别位于流通管路和气化室中；主加热器和副加热器均由热容和加热丝构成，加热丝缠绕在热容上，热容一般采用多孔介质材料制成