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原文传递一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统

专利名称：	一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统
摘要：	本发明公开了一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统；服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星在轨加注子系统气路组件、主动端第一对接阀体、主动端第二对接阀体、服务卫星在轨加注子系统液路组件、吹除模块；服务贮箱用于储存液体推进剂，服务贮箱的上端气口通过服务卫星在轨加注子系统气路组件分别与服务卫星推进系统气路、主动端第一对接阀体和吹除模块连接。本发明对推进系统进行在轨加注时，利用被补加卫星和服务卫星间推进系统的压力差，实现推进剂的传输，利用目标卫星推进系统寿命末期贮箱内压力低特点，利用服务卫星推进系统中增压气路，实现推进剂的在轨加注。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京控制工程研究所
发明人：	李文;郭蕾;陈涛;陈磊;马云华;解舫;李永;刘锦涛;潘海林;丁凤林;梁军强;耿永兵;李宗良;纪嘉龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910340312.X
公开号：	CN110104225A
代理机构：	中国航天科技专利中心
代理人：	任林冲
分类号：	B64G1/64(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	100080 北京市海淀区2729信箱
主权项：	1.一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，包括服务卫星在轨加注子系统和目标卫星在轨加注子系统；所述服务卫星在轨加注子系统包括服务贮箱、服务卫星在轨加注子系统气路组件、主动端第一对接阀体、主动端第二对接阀体、服务卫星在轨加注子系统液路组件、吹除模块；所述服务贮箱用于储存液体推进剂，服务贮箱的上端气口通过服务卫星在轨加注子系统气路组件分别与服务卫星推进系统气路、主动端第一对接阀体和吹除模块连接；服务贮箱的下端液口通过服务卫星在轨加注子系统液路组件分别与服务卫星推力器与发动机模块、主动端第二对接阀体、吹除模块和服务卫星在轨加注子系统气路组件连接；所述目标卫星在轨加注子系统包括目标贮箱第十二自锁阀、第十自锁阀、被动端第一对接阀体、被动端第二对接阀体、第十一自锁阀、第二过滤器和第十三自锁阀；所述目标贮箱用于储存服务卫星供给的液体推进剂，目标贮箱的上端气口通过第十二自锁阀与目标卫星推进系统气路连接，第十二自锁阀在整个在轨补加任务期间始终关闭；目标贮箱的下端液口通过第十三自锁阀和第二过滤器后分为两路，其中一路通过第十自锁阀与被动端第一对接阀体连接，另一路通过第十一自锁阀与被动端第二对接阀体连接。 2.如权利要求1所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，进行在轨加注时，所述主动端第一对接阀体与被动端第一对接阀体连接，主动端第二对接阀体与被动端第二对接阀体连接；通过服务卫星推进系统气路对管路内充气，并通过第二压力传感器对主动端第一对接阀体和被动端第一对接阀体形成的密封副进行检漏，通过第三压力传感器对主动端第二对接阀体和被动端第二对接阀体形成的密封副进行检漏。 3.如权利要求2所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，检漏合格后进行管路排气；排气后，通过服务卫星在轨加注子系统气路组件实现服务贮箱与服务卫星推进系统气路之间连通，同时实现服务贮箱气口与服务端第一对接阀体、吹除模块之间的断开；通过服务卫星在轨加注子系统液路组件实现服务贮箱液口与服务端第二对接阀体的连通，同时实现服务贮箱液口与吹除模块、服务卫星推进系统气路之间的断开；利用服务卫星推进系统气路提供的增压气体，驱动服务贮箱内液体向目标贮箱流动；通过服务卫星在轨加注子系统液路组件对补加总量进行测量，达到目标值后，关闭所有自锁阀，并通过服务卫星推进系统气路提供的增压气体和吹除模块对管路内残余液体进行吹除；吹除完成后，断开主动端第一对接阀体与被动端第一对接阀体，主动端第二对接阀体与被动端第二对接阀体的连接。 4.如权利要求3所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，所述服务卫星在轨加注子系统液路组件包括第二加排阀、第一过滤器、第一超声波流量计、第三自锁阀、第七自锁阀、第三压力传感器和第九自锁阀；所述第二加排阀用于在地面向服务贮箱加注液体推进剂；所述第一过滤器用于过滤向目标贮箱传输的推进剂中的多余物；所述第一超声波流量计用于测量向目标贮箱传输的推进剂的瞬时流量；所述第三自锁阀用于控制服务贮箱与目标贮箱之间传输通道的通断，进行在轨加注时，第三自锁阀开启，其他情况下，第三自锁阀关闭；所述第七自锁阀用于控制与服务卫星在轨加注子系统气路组件间的通断，进行残液吹除和排气时，第七自锁阀开启，其他情况下，第七自锁阀关闭；第三压力传感器用于主动端第二对接阀体和被动端第四对接阀体对接后的密封性检测；第九自锁阀用于第二对接阀体和被动端第四对接阀体对接密封副的失效后的故障隔离。 5.如权利要求4所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，所述服务卫星在轨加注子系统气路组件包括第一加排阀、第一自锁阀、第二自锁阀、第四自锁阀、第五自锁阀、第八自锁阀、第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一加排阀与服务贮箱的上端气口连接，用于在地面时向服务贮箱内输送或排出气体；服务卫星推进系统气路提供的气体依次通过第一自锁阀进入服务卫星在轨加注子系统气路组件后，分成两路，其中一路通过第二自锁阀进入服务贮箱中，另一路通过第四自锁阀后又分为两路，其中一路通过第八自锁阀与主动端第一对接阀体连接，另一路通过第五自锁阀与吹除模块连接；第一压力传感器用于测量服务贮箱中的压力，第二压力传感器用于主动端第一对接阀体和被动端第三对接阀体对接后的密封性检测。 6.根据权利要求3所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，吹除模块包括吹除装置和第六自锁阀，第六自锁阀在吹除和排气时开启，其他情况下关闭；吹除装置用于排气和排出管路内残余液体，防止主动端阀体分离时，残余液体污染两端星体表面。 7.根据权利要求5所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，对接后检漏：进行在轨加注时，所述主动端第一对接阀体与被动端第一对接阀体连接，主动端第二对接阀体与被动端第二对接阀体连接；开启服务卫星在轨加注子系统的第一自锁阀、第四自锁阀、第八自锁阀、第五自锁阀、第七自锁阀、第九自锁阀，开启目标卫星在轨加注子系统的第十自锁阀、第十一自锁阀，通过服务卫星推进系统气路对管路内充气，待第二压力传感器、第三压力传感器读数稳定后，关闭第四自锁阀、第五自锁阀、第十自锁阀，形成包含主动端第一对接阀体和被动端第一对接阀体的独立密封腔体；关闭第七自锁阀、第十一自锁阀，形成包含主动端第二对接阀体和被动端第二对接阀体的独立密封腔体；并通过第二压力传感器对主动端第一对接阀体和被动端第一对接阀体形成的密封副利用保压法进行检漏，通过第三压力传感器对主动端第二对接阀体和被动端第二对接阀体形成的密封副利用保压法进行检漏，可实现对单个密封副的单独检漏，获得两组密封副的检漏结果。 8.根据权利要求5所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，检漏后排气：开启第五自锁阀、第十自锁阀、第七自锁阀、第十一自锁阀和第六自锁阀，将管路中气体通过吹除模块排出，随后关闭第五自锁阀、第十自锁阀、第七自锁阀和第六自锁阀，完成对接阀体检漏后的系统管路排气。 9.根据权利要求5所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，流路接通及传输：开启第三自锁阀，接通服务贮箱和目标贮箱，利用第一超声波流量计对推进剂的传输量进行测量，开启第一自锁阀、第二自锁阀，利用服务卫星推进系统气路提供的增压气体，驱动服务贮箱内液体向目标贮箱流动；通过利用第一超声波流量计对推进剂的传输量进行测量，获得推进剂的总补加量，达到目标值后，关闭所有自锁阀。 10.根据权利要求5所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，管路残余液体吹除：推进剂传输完成后，开启第六自锁阀、第七自锁阀、第八自锁阀、第九自锁阀、第十自锁阀和第十一自锁阀，确保第二自锁阀关闭情况下脉冲式开启第一自锁阀，并保持一定时间，通过服务卫星推进系统气路提供的气体将管路内残余液体由吹除装置排出。 11.根据权利要求5所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，如果单组对接阀体检漏不合格，则对其进行隔离，利用另一组对接阀体完成推进剂传输，若两组对接阀体检漏均不合格，则终止在轨加注任务。如果主动端第二对接阀体和被动端第二对接阀体形成的密封副检漏不合格，则关闭第九自锁阀和第十一自锁阀，对其进行隔离；开启第五自锁阀、第七自锁阀、第八自锁阀和第十自锁阀，利用主动端第二对接阀体和被动端第二对接阀体完成推进剂传输，若两组对接阀体检漏均不合格，则终止在轨加注任务。 12.根据权利要求3所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，所述目标星推进系统气路组件包括第十二自锁阀，外部气体进行目标星推进系统气路组件分为两路，一路直接进入在轨加注接口，另一路通过第十二自锁阀进行目标贮箱。 13.根据权利要求3所述的一种基于板式表面张力贮箱的倍压式卫星在轨加注系统，其特征在于，所述目标星推进系统液路组件包括第十三自锁阀，外部气体进行目标星推进系统液路组件分为两路，一路直接进入目标贮箱，另一路通过第十三自锁阀进行第二在轨加注接口。
所属类别：	发明专利