本發(fā)明涉及衛(wèi)星星座和互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的單組元推進(jìn)系統(tǒng)，具體地，涉及基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)衛(wèi)星星座和互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)展迅猛，而我國衛(wèi)星批量研制產(chǎn)能低、成本高是制約衛(wèi)星星座和互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)展的瓶頸。根據(jù)小衛(wèi)星重量和外形尺寸，推進(jìn)系統(tǒng)方案采用性能相對較高的無水肼單組元推進(jìn)系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)控制、軌道控制和編隊(duì)控制?；诔Ｒ?guī)的推進(jìn)系統(tǒng)制造技術(shù)，推進(jìn)系統(tǒng)是分散式構(gòu)型，系統(tǒng)內(nèi)單機(jī)通過導(dǎo)管連接，由此存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量重、研制效率低、制造成本高的問題，亟待基于增材制造技術(shù)，進(jìn)行輕質(zhì)化和模塊化設(shè)計(jì)，提升快速響應(yīng)制造能力。

2、在公告號為cn117446214a的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種綠色單組元推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過導(dǎo)管將表面張力貯箱和電磁閥及單組元推力室連接。不涉及slm成形的增材制造隨形精細(xì)流道薄壁承載輕質(zhì)活塞貯箱結(jié)構(gòu)。

3、在公告號為cn117446216a的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種適用于立方星的模塊化綠色單組元推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過導(dǎo)管將非金屬隔膜貯箱和電磁閥及單組元推力室連接。不涉及slm成形的增材制造隨形精細(xì)流道薄壁承載輕質(zhì)活塞貯箱結(jié)構(gòu)。

4、在公告號為cn212313906u的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種適用于航天器的模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過導(dǎo)管將貯箱、過濾器、自鎖閥、壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)、加排閥連接并安裝在框架上。不涉及slm成形的增材制造隨形精細(xì)流道薄壁承載輕質(zhì)活塞貯箱結(jié)構(gòu)。

5、在公告號為cn107891999a的中國專利文獻(xiàn)中公開了基于增材制造技術(shù)的單組元微推進(jìn)模塊裝置及其增壓方法，該裝置的各個(gè)部件的安裝接口通過增材制造實(shí)現(xiàn)。不涉及slm成形的增材制造隨形精細(xì)流道薄壁承載輕質(zhì)活塞貯箱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，包括：活塞貯箱、氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥、單組元推力室以及堵頭，氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥、單組元推力室以及堵頭分別連接在活塞貯箱底部；

3、活塞貯箱包括貯箱殼體、貯箱活塞以及殼體封頭，貯箱殼體為隨形精細(xì)流道薄壁承載結(jié)構(gòu)，貯箱殼體內(nèi)腔中設(shè)有貯箱活塞，貯箱活塞通過雙o形圈與貯箱殼體動(dòng)密封，貯箱殼體端部固連有殼體封頭。

4、優(yōu)選的，貯箱殼體上設(shè)有隨形精細(xì)流道，隨形精細(xì)流道用于輸送推進(jìn)劑，且隨形精細(xì)流道的直徑≤1mm，隨形精細(xì)流道的截面為菱形。

5、優(yōu)選的，隨形精細(xì)流道上設(shè)有多個(gè)接口，接口包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口以及第八接口，第一接口連接氣加排閥，第二接口連接堵頭，第三接口連接壓力傳感器，第四接口連接液加排閥，第五接口連接過濾器，第六接口連接第一電磁閥，第七接口連接第二電磁閥，第八接口連接單組元推力室。

6、優(yōu)選的，貯箱殼體和第五接口一體化成形增材制造，第五接口為過濾器殼體。

7、優(yōu)選的，貯箱殼體、貯箱活塞以及殼體封頭均采用tc4鈦合金增材制造。

8、優(yōu)選的，活塞貯箱呈球柱形，活塞貯箱的壁厚≤2mm，活塞貯箱的耐壓壓力≥3.6mpa。

9、優(yōu)選的，貯箱殼體內(nèi)腔通過貯箱活塞分隔成氣腔和液腔，氣腔通過氣加排閥加注液氨，液腔通過液加排閥加注無水肼，，單組元推力室通過活塞貯箱溫度控制在恒推力輸出和變推力輸出之間切換。

10、優(yōu)選的，過濾器包括過濾器殼體、濾網(wǎng)組件以及過濾器封頭，過濾器殼體頂部連接有過濾器封頭，濾網(wǎng)組件安裝于過濾器殼體內(nèi)部；

11、過濾器殼體為第五接口，過濾器殼體與貯箱殼體一體化成形增材制造，過濾器封頭通過點(diǎn)焊與過濾器殼體連接。

12、優(yōu)選的，氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥、單組元推力室以及堵頭分別通過螺釘插裝在貯箱殼體底部，殼體封頭通過焊接與貯箱殼體連接。

13、優(yōu)選的，活塞貯箱上有6個(gè)與外部安裝的接口耳，接口耳為直徑5.5mm的通孔。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

15、本發(fā)明基于slm成形的tc4鈦合金增材制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)隨形精細(xì)流道薄壁承載貯箱結(jié)構(gòu)，將氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥以及單組元推力室的安裝結(jié)構(gòu)集成化模塊化，簡化推進(jìn)系統(tǒng)常規(guī)組件及導(dǎo)管連接方式，減少導(dǎo)管和支架，取消導(dǎo)管的裝配焊接。因此，滿足了推進(jìn)系統(tǒng)輕質(zhì)化、模塊化和集成化的設(shè)計(jì)需求。能夠應(yīng)用于衛(wèi)星星座和互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星批量生產(chǎn)、重量尺寸受限的推進(jìn)系統(tǒng)中。

技術(shù)特征：

1.一種基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：活塞貯箱(1)、氣加排閥(2)、液加排閥(3)、壓力傳感器(4)、過濾器(5)、第一電磁閥(6)、第二電磁閥(7)、單組元推力室(8)以及堵頭(9)，所述氣加排閥(2)、所述液加排閥(3)、所述壓力傳感器(4)、所述過濾器(5)、所述第一電磁閥(6)、所述第二電磁閥(7)、所述單組元推力室(8)以及所述堵頭(9)分別連接在所述活塞貯箱(1)底部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述貯箱殼體(18)上設(shè)有隨形精細(xì)流道，所述隨形精細(xì)流道用于輸送推進(jìn)劑，且所述隨形精細(xì)流道的直徑≤1mm，所述隨形精細(xì)流道的截面為菱形。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述隨形精細(xì)流道上設(shè)有多個(gè)接口，所述接口包括第一接口(10)、第二接口(11)、第三接口(12)、第四接口(13)、第五接口(14)、第六接口(15)、第七接口(16)以及第八接口(17)，所述第一接口(10)連接所述氣加排閥(2)，所述第二接口(11)連接所述堵頭(9)，所述第三接口(12)連接所述壓力傳感器(4)，所述第四接口(13)連接所述液加排閥(3)，所述第五接口(14)連接所述過濾器(5)，所述第六接口(15)連接所述第一電磁閥(6)，所述第七接口(16)連接所述第二電磁閥(7)，所述第八接口(17)連接所述單組元推力室(8)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述貯箱殼體(18)和所述第五接口(14)一體化成形增材制造，所述第五接口(14)為過濾器殼體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述貯箱殼體(18)、所述貯箱活塞(19)以及所述殼體封頭(20)均采用tc4鈦合金增材制造。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞貯箱(1)呈球柱形，所述活塞貯箱(1)的壁厚≤2mm，所述活塞貯箱(1)的耐壓壓力≥3.6mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述貯箱殼體(18)內(nèi)腔通過所述貯箱活塞(19)分隔成氣腔和液腔，氣腔通過所述氣加排閥(2)加注液氨，液腔通過所述液加排閥(3)加注無水肼，，所述單組元推力室(8)通過所述活塞貯箱(1)溫度控制在恒推力輸出和變推力輸出之間切換。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器(5)包括過濾器殼體、濾網(wǎng)組件以及過濾器封頭，所述過濾器殼體頂部連接有所述過濾器封頭，所述濾網(wǎng)組件安裝于所述過濾器殼體內(nèi)部；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣加排閥(2)、所述液加排閥(3)、所述壓力傳感器(4)、所述過濾器(5)、所述第一電磁閥(6)、所述第二電磁閥(7)、所述單組元推力室(8)以及所述堵頭(9)分別通過螺釘插裝在所述貯箱殼體(18)底部，所述殼體封頭(20)通過焊接與所述貯箱殼體(18)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于slm成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞貯箱(1)上有6個(gè)與外部安裝的接口耳，所述接口耳為直徑5.5mm的通孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種涉及衛(wèi)星星座和互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的單組元推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的基于SLM成形的增材制造輕質(zhì)模塊化單組元推進(jìn)系統(tǒng)，包括：活塞貯箱、氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥、單組元推力室以及堵頭，氣加排閥、液加排閥、壓力傳感器、過濾器、第一電磁閥、第二電磁閥、單組元推力室以及堵頭分別連接在活塞貯箱底部；活塞貯箱包括貯箱殼體、貯箱活塞以及殼體封頭，貯箱殼體為隨形精細(xì)流道薄壁承載結(jié)構(gòu)，貯箱殼體內(nèi)腔中設(shè)有貯箱活塞，貯箱活塞通過雙O形圈與貯箱殼體動(dòng)密封，貯箱殼體端部固連有殼體封頭。本發(fā)明簡化推進(jìn)系統(tǒng)常規(guī)組件及導(dǎo)管連接方式，避免分散式構(gòu)型，減少導(dǎo)管和支架，取消導(dǎo)管的裝配焊接。

技術(shù)研發(fā)人員：陳權(quán),楊福樹,屈海睿,高興,楊旭東,任德霖,喬磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上?？臻g推進(jìn)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6