[发明专利]基于太阳能电解水的轨控发动机系统的研究

权利要求书

1.基于太阳能电解水的轨控发动机系统，其特征在于包括太阳能供电模块、电解水模块、气氢气氧存储模块、甲烷和水生成模块、气氢、气氧、甲烷发动机模块，其中，太阳能供电模块，包括太阳能帆板(1)、控制器(2)、蓄电池(3)、逆变器(4)；太阳能帆板(1)吸收太阳能，控制器(2)将太阳能转化成电能，并存储在蓄电池(3)中，逆变器(4)则把蓄电池(3)的电能转化成为系统可以利用的电能。

电解水模块，包括电解槽开关(5)、电解槽(6)、气体流量反馈电路(7)、气体压力反馈电路(8)和电解槽温控电路(9)、水箱(10)、水泵(11)和水箱反向活门(12)；电解槽(6)对水进行电解，生成氢气和氧气，气体流量反馈电路(7)根据电解出来的氢气和氧气的流量进行调节，控制电解槽开关(5)，从而调节电解槽(6)出氢气和氧气的流量。气体压力反馈电路(8)通过出来的氢气和氧气压力反馈来控制电解槽(6)，进而调节氢气和氧气的压力。电解槽温控电路(9)控制电解槽的温度，确保电解的正常进行。水箱(10)提供电解槽(6)中的水，经过水泵(11)和水箱单向活门(12)进入电解槽(6)。

气氢气氧存储模块，包括氢气气液分离装置(13)、循环水泵(14)、氢气反向活门(15)、氧气反向活门(16)、氢气传感器(17)、氢气瓶(18)、氧气瓶(19)。氢气气液分离装置(13)将电解生成的氢气与水进行分离，得到的水通过循环水泵(14)进入电解槽(6)继续使用，而纯净的氢气经过反向活门(15)进入氢气瓶(18)中。氢气传感器(17)可以监测氢气是否泄漏，并控制电解槽开关(5)，一旦泄漏将立即停止电解。电解槽(6)电解水得到的氧气，经过氧气反向活门(16)进入氧气瓶(19)中进行存储待用。

甲烷和水生成模块，包括航天员呼出的二氧化碳收集器(20)、氢气和二氧化碳反应高温高压装置(21)、甲烷反向活门(22)、甲烷增压装置(23)和甲烷气瓶(24)。航天员吸收了氧气，呼出二氧化碳，二氧化碳和氢气在高温高压装置(21)中反应生成甲烷和水，水经水泵(34)和反向活门(35)流回水箱(10)重复利用，甲烷经过反向活门(22)和增压装置(23)进入甲烷气瓶(24)中。

气氢、气氧、甲烷发动机模块，包括氢气减压活门(25)、氧气减压活门(26)、甲烷减压活门(27)、氢气电动气动活门(28)、氧气电动气动活门(29)、甲烷电动气动活门(30)、换热器开关电路(31)、换热器(32)、发动机(33)。氢气、氧气和甲烷经过各自的减压活门(25、26、27)和气动活门(28、29、30)进入发动机，进行燃烧提供动力。发动机(33)的温度由换热器开关电路(31)和换热器(32)调节。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能电解水的轨控发动机系统，其特征在于：所述的气氢气氧发动机(33)推力1000N，比冲为4000m/s，室压0.8MPa，氢氧混合比为4∶1。

3.根据权利要求1或2所述的基于太阳能电解水的轨控发动机系统，其特征在于：所述的高压氧气瓶(19)或高压氢气瓶(18)的额定存储气压为5MPa。

4.根据权利要求1或2所述的基于太阳能电解水的轨控发动机系统，其特征在于：所述的降压后的氧气或降压后的氢气或降压后的甲烷的气压为0.8MPa。