[实用新型]一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置

权利要求书

1.一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，包括：

捕集进气道(3)，为飞行器的吸气式电推进系统收集空气颗粒，所述空气颗粒碰撞所述捕集进气道(3)的壁面以形成反弹粒子并从所述捕集进气道(3)逃逸；

制冷机构(1)，设置于所述捕集进气道(3)壁面上用于降温的目标区域，且所述制冷机构(1)用于在所述捕集进气道(3)进行气体捕集过程中对所述目标区域的壁面温度降温至目标温度，所述反弹粒子在降温后的所述目标区域的反射速度降低以减小所述反弹粒子的逃逸量；

所述飞行器的处理系统根据所述飞行器所在高度的空气颗粒密度调控所述制冷机构(1)的开启；

其中，所述目标温度根据所述反弹粒子的种类和所述反弹粒子的目标速度设定，所述制冷机构(1)通过将所述反弹粒子降至目标温度以将反射粒子的流动方式转化为滑移流；

所述制冷机构(1)包括但不限于半导体制冷装置，所述半导体制冷装置利用至少一组半导体制冷片组件与所述目标区域的外侧表面周向均匀连接。

2.根据权利要求1所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：每组所述半导体制冷片组件包括至少一个半导体制冷片(11)，且每个所述半导体制冷片(11)分为半导体制冷片冷端(111)和半导体制冷片热端(112)，每个半导体制冷片冷端(111)均与所述目标区域的外侧表面相抵接，每个所述半导体制冷片热端(112)连接有热端散热组件(12)，所有组半导体制冷片组件的所述半导体制冷片(11)在所述目标区域的外侧表面相抵接部位的面积之和不小于所述目标区域的面积；

所述半导体制冷片(11)包括至少一个由N型半导体以及P型半导体联结形成的电偶对。

3.根据权利要求2所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述半导体制冷片(11)包括至少一个由N型半导体以及P型半导体叠加安装的电偶对。

4.根据权利要求2所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述飞行器在飞行过程中的轨道分为朝向恒星轨道和背向恒星轨道以分别形成朝向背向恒星热辐射来流侧和朝向恒星热辐射来流侧；

所述捕集进气道(3)包括收缩通道以及位于所述收缩通道下游的平直通道，所述收缩通道包括部分背向恒星热辐射来流的通道表面，所述目标区域为所述收缩通道背向恒星热辐射来流的通道的内壁面，且所有半导体制冷片组件抵接在所述收缩通道上的背向恒星热辐射来流的外侧表面。

5.根据权利要求2所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述捕集进气道(3)包括收缩通道以及位于所述收缩通道下游的平直通道，所述目标区域包括所述收缩通道的所有壁面以及所述收缩通道下游的至少部分通道，所有半导体制冷片组件分别沿所述收缩通道的外侧表面的周向以及所述收缩通道下游的至少部分通道的周向均匀布置。

6.根据权利要求2所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：朝向恒星热辐射来流侧的所述热端散热组件(12)的外表面还设有与所述捕集进气道(3)相连的热辐射屏蔽罩(2)，所述热辐射屏蔽罩(2)对朝向恒星热辐射来流的所述热端散热组件(12)所在区域形成遮挡，且所述热辐射屏蔽罩(2)的表面形成有反光材料涂层。

7.根据权利要求1所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述捕集进气道(3)内还没有气体密度检测机构(5)，所述气体密度检测机构(5)用于对飞行环境中的气体密度进行检测；

所述制冷机构(1)还包括开关机构(4)，所述开关机构(4)用于在所述气体密度低于目标阈值时开启所述制冷机构(1)，且所述开关机构(4)用于在所述气体密度大于等于目标阈值时关闭所述制冷机构(1)。

8.根据权利要求1所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述制冷机构(1)还包括调节机构(8)，所述调节机构(8)用于根据所述飞行器的飞行位置对应的飞行环境变化对所述制冷机构(1)的制冷能力进行调节以将所述目标区域的壁面温度降温至目标温度。

9.根据权利要求8所述的一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，其特征在于：所述飞行器在飞行过程中与恒星之间的相对位置影响所述捕集进气道(3)的壁面温度，所述飞行器上设有用于监测飞行环境变化的飞行环境检测机构(6)，所述捕集进气道(3)内设有用于监测所述目标区域温度变化的目标区域温度检测机构(7)；

所述飞行环境检测机构(6)用于通过对飞行环境的物理参数进行检测以确定飞行环境的变化，所述飞行环境的物理参数包括光线强度；

所述目标区域温度检测机构(7)用于在确定所述飞行环境发生变化后对新的飞行环境中的所述目标区域进行温度检测，并与原飞行环境中目标区域的温度进行比对以确定所述目标区域的壁面温度变化值；

所述调节机构(8)根据所述目标区域温度检测机构(7)和所述飞行环境检测机构(6)的检测数据调控所述制冷机构(1)的制冷能力。