[发明专利]一种空间核动力平台非核在轨验证方法

说明书

本发明涉及一种空间核动力平台非核在轨验证方法，包括：由核动力模拟模块通过聚光镜和非核热源执行核源模拟以产生热能，并由高温热管将热能传递到热电转换模块；由所述热电转换模块通过热电效用材料和斯特林发电机将高温热管传递的热能转换为电能；由核源散热模块通过展开式辐射器将核废热排散至空间；以及由电源管理模块通过电源控制器、太阳电池阵和蓄电池组执行电源转换和整星电源供应。通过该方法，可以实现空间核动力平台的高温传热、热电转换、大功率散热和电源管理的在轨验证。

技术领域

本发明总的来说涉及航天应用技术领域，更具体而言涉及一种空间核动力平台非核在轨验证方法。

背景技术

随着航天技术的发展，人类的探索空间逐渐由近地空间拓展到深空。但深空探测涉及探测器机动速度需求大、太阳光照受限等难题，传统化学推进和太阳电池阵供能难以支撑探测器执行任务，核动力和电推进的结合成为了深空探测的必然选择。电推进系统具有燃料少、比冲高的优势，缺点是推力小且功率需求大。适用于深空探测的1N以上的电推进系统，其功率需求为从百kW至兆W量级，对空间核电源技术的要求很高。

经过多年发展，我国核能发电技术日趋成熟，但空间核动力的研究尚处于预研阶段。空间核动力涉及的关键技术繁多，包括核反应堆及自主控制、高温传热、热电转换、大功率散热、电源管理等核心技术。由于安全因素和获取限制，核燃料在正式应用于飞行器前，需要进行核源模拟和空间核动力平台其他系统技术的先期验证。

为了有效实现空间核动力平台的高温传热、热电转换、大功率散热和电源管理的在轨验证，需要一种新的设计思路和解决方法。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种空间核动力平台非核在轨验证方法，通过该方法，可以实现空间核动力平台的高温传热、热电转换、大功率散热和电源管理的在轨验证。

根据本发明，前述任务通过一种空间核动力平台非核在轨验证方法来解决，该方法包括：

由核动力模拟模块通过聚光镜和非核热源执行核源模拟以产生热能，并由高温热管将热能传递到热电转换模块；

由所述热电转换模块通过热电效用材料和斯特林发电机将高温热管传递的热能转换为电能；

由核源散热模块通过展开式辐射器将核废热排散至空间；以及

由电源管理模块通过电源控制器、太阳电池阵和蓄电池组执行电源转换和整星电源供应。

在本发明的一个优选方案中规定，所述核动力模拟模块包括:

所述核动力模拟模块包括聚光镜、非核热源和高温热管。

在本发明的另一个优选方案中规定，核动力模拟模块通过聚光镜和非核热源实现核源模拟产生热能，并由高温热管将热能传递到热电转换模块包括:

所述聚光镜的正面将投射太阳光反射至所述非核热源；

所述非核热源将光能转换为热能；以及

所述高温热管将热能传输至所述热电转换模块。

在本发明的又一个优选方案中规定，所述聚光镜包括:

所述聚光镜的正面采用高反射率镜面材料；以及

所述聚光镜的正面是凹面镜结构。

在本发明的一个优选方案中规定，所述热电转换模块包括：

温差发电子模块，所述温差发电子模块使用热电效用材料，通过低效率静态发电的方式将热能转换为电能；以及

斯特林发电机子模块，所述斯特林发电机子模块通过往复式动力机械原理，采用高效率动态发电的方式将热能转换为电能。

在本发明的另一个优选方案中规定，所述展开式辐射器包括：