一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法与流程

1.本发明属于航天技术领域，具体的讲涉及深空无工质推进技术领域。


背景技术：

2.航天作动筒是将液压能转化成机械能，使航天系统部件如太空机械臂具有做直线、往复、摆动以及爬行等动作的液压动力设备，天和号空间站的太空机械臂展开长度达到10.2米承载能力25吨，证明静压传递技术与设备在太空环境能强大稳定的作业，但目前使其具备推进整个航天器功能的相关技术却是一片空白。霍尔推进器可大幅降低燃料携带量，主要依靠以氙为主做为推进剂，本质与火箭推进器同属于工质类推进技术，在更远深空航行方面具有局限性，此类离子型推进器产生的推力微弱，公开资料显示美国霍尔推进器记录为5.4牛顿。


技术实现要素：

3.本发明提供一种结构方法，以实现航天作动筒较大功率与零载工质为整个航天器提供空间轨道转移与深空推进动力的目的。
4.为实现上述目的，本发明具体提供一种方法与结构，一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法，该方法具有以下的结构。
5.本发明方法提供了一种具体结构特征，不同面积独立双出杆活塞作动筒与航天器各部件间除柔性接触外，以径向与轴向磁力纠偏及两组电磁铁执行部件、位移与压力传感器、控制器、功放器组成稳定的磁控悬浮系统，保障与航天器各部件零摩擦和防止作动筒内两个独立活塞直接冲击筒端壳，最大程度避免筒壳直接传递内外负载于整个航天器，磁力纠偏系统结构功能上起到维系太空失重悬浮状态作动筒的定域性作用，在技术层次与效果上优于作动筒与航天器固定部件间滑动摩擦以及固定支撑结构，电磁斥力型效果优于电磁引力型，待机状态以机械支撑固定。
6.由于太空失重条件下作动筒处于悬浮状态，技术结构措施包括以径向、轴向磁力纠偏部件及位移与压力传感器组成稳定系统功耗小，允许筒壳在轴向磁力纠偏范围内有微小左右平移空间但不允许转动。
7.技术结构措施还包括两组数控电磁铁，大面积活塞端与对应推进舱壁为一组，小面积活塞与对应推进舱为一组，控制器接收位移与压力传感信号处理并经过功率放大器功放后，同时向两组执行件电磁铁提供实时对应强度的脉动电流，以保证作动筒内各点压强处处相等，不随各组两个数控电磁铁相对位置间隙变化而不相等，保持推进舱对应两壁面所受推力差不变。两组数控电磁铁与磁力纠偏相互间隔性做功，最大程度限制内外负载通过筒壳影响稳定净推力的获得。
8.本发明方法从技术路线上提供了以静压传递规律为措施的一种规避系统配对力等大反向限制的结构，这种模式屏弃了火箭即工质类航天器依靠抛工质产生反作用推力提供动力的基本方法，主要体现于相反方向对应的两组数控电磁铁，其中大小活塞端所受的
对应舱壁不同反向力只能通过筒内油液传递并服从静压传递规律，从而达到维持推力差获得大活塞运动端方向净推力的目的。
9.本发明的有益效果在太阳即核能属性电力支持下，结合规避系统配对力的方法结构措施，使整个航天器具备无工质较大功率空间轨道转移与深空航天功能。
附图说明：
10.图1是本发明方法的结构示意图。
11.图2是数控流程框图。
具体实施方式：
12.一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法，该方法包括下列顺序的步骤：作动筒图1：10待机时由待机机械图1：5.13支撑，工作时分离交由磁力纠偏系统部件图1：6.8.12零接触根据控制器图2：1指令全程校正定域不允许转动，图1：9推力盘与图1；8组成轴向磁控定位部件，电机液压泵图1：18通过柔性接触液压油路向作动筒输送液压油流量，溢阀图1：19起保障液压装置稳定运转作用，液压油流量推动下独立的不同面积大小两个活塞杆相反方向运动，作动筒图1：10与磁力纠偏系统部件图1：6.8.12，以及对应安装的位移传感器图1：3.7.11.16和压力传感器图1：4.14，全程将实时信号传输至控制器图2：1，控制器将信号用计算机处理后把指令下达功率放大器图2：2，功率放大器根据需要分别将实时强度脉动电流输送至各执行件图2：3电磁铁即图1：1.2.15.17与磁力纠偏系统电磁部件图1：6.8.12，两组数控电磁铁与径向及轴向磁力纠偏系统部件相互间隔性做功，相反方向运动大小面积活塞与各自对应推进舱壁携带的电磁铁图1：1.2.15.17，即两组数控电磁铁同时做功使两个大小活塞分别获得不同比例负载，负载使筒内液压油压强比例性变化处处实时相等，大面积活塞对应推进舱壁所获电磁排斤力形成的推力大于相反方向数控电磁组对应推进舱壁推力，在大面积活塞对应的舱壁方向获得定向净推力图1：21，溢流阀图1：19调控作用下整个推进系统重复做功，在太阳及核能图1：20属性供电保障下实现无工质深空航行用途。


技术特征：
1.一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法其结构包括：不同面积独立双出杆活塞作动筒、待机机械支撑、径向磁力纠偏部件与推力盘式轴向磁力纠偏部件、位移传感器、压力传感器、控制器、功率放大器、液压泵与电机、液压软管、溢流阀、两组数控电磁铁，其结构特征在于：作动筒图1：10待机时由待机机械图1：5.13支撑，工作时分离由磁力纠偏系统部件图1：6.8.12零接触根据控制器图2：1指令全程校正定域不允许转动，图1：9推力盘与图1：8组成轴向磁控定位部件，电机液压泵图1：18通过柔性液压油路向作动筒输送液压油流量，溢阀图1：19起保障液压装置稳定运转作用，液压油流量推动下独立的不同面积大小两个活塞杆相反方向运动，作动筒图1：10与磁力纠偏系统部件图1：6.8.12，以及对应安装的位移传感器图1：3.7.11.16和压力传感器图1：4.14，全程将实时信号传输至控制器图2：1，控制器将信号用计算机处理后把指令下达功率放大器图2：2，功率放大器根据需要分别将实时强度脉动电流输送至各执行件图2：3电磁铁即图1：1.2.15.17与磁力纠偏系统电磁部件图1：6.8.12，两组数控脉动电磁铁与径向及轴向磁力纠偏系统部件相互间隔性做功，相反方向运动大小面积活塞与各自对应推进舱壁携带的电磁铁图1：1.2.15.17，即两组数控电磁铁同时做功使两个大小活塞分别获得不同比例负载，负载使筒内液压油压强比例性变化处处实时相等，大面积活塞对应推进舱壁所获电磁排斤力形成的推力大于相反方向数控电磁组对应推进舱壁推力，在大面积活塞对应的舱壁方向获得定向净推力图1：21，溢流阀图1：19调控下整个推进系统重复做功，在太阳即核能图1：20属性供电保障下实现无工质深空航行用途。2.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法可选的磁力纠偏系统，即径向与轴向磁力纠偏部件，技术层次与效果上优于作动筒与航天器固定部件间滑动摩擦以及固定支撑结构，电磁斥力型效果上优于电磁引力型均在述求之中。3.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法可选的不同面积独立双出杆活塞作动筒，技术层次与效果上等同于相关目的的近似结构在述求之列。4.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法可选的两组数控电磁铁，与之更高技术层次与效果磁性材料的使用，以及具有比例性缓冲与支持相反方向维系推力差，保障筒内压强处处实时相等类似方法，结构，材料均在述求之列。5.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法，可选的两组电磁铁与径向及轴向磁力纠偏部件间隔性做功，为规避作动筒筒壳传递负载或产生配对力负面影响动力性能针对性提供相似技术支持的方法，结构，材料亦在述求之列。6.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法，技术框架上提供了在静压传递规律所适用范围内的一个规避系统配对力等大反向限制的具体结构，普通科技人员在无创造性劳动前提下以此技术路线即根据静压传递规律适用范围提出的相关近似不同方法、结构、材料、措施亦在述求之中。7.根据权利1一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法可选的无工质推进述求，太阳能即核能属性供电亦在述求之列。

技术总结
一种使航天作动筒具备深空推进器功能的方法属于航天技术领域，解决深空推进器工质负载的限制。作动筒与航天器各部件间除柔性接触外，径向与轴向磁力部件及位移与压力传感器组成磁控悬浮结构。相反方向不同径活塞杆端安装电磁铁，对应舱壁安装电磁铁，两组数控电磁铁与径向及轴向磁力部件相互间隔性做功，形成负载差使筒内各点压强实时相等，大小活塞杆运动端电磁铁受到的反向力通过作动筒内油液遵从静压传递规律，一是规避传统方法固定的筒壳传递负载作用于整个航天器，二是保持舱壁所受推力差不变，对应两舱壁所受电磁排斥力不同整个航天器获得定向的净推力，在太阳即核能属性供电系统保障下用于无工质深空航天用途。电系统保障下用于无工质深空航天用途。电系统保障下用于无工质深空航天用途。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：买嘉林
技术研发日：2021.12.12
技术公布日：2023/4/17