一種光壓動力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于推進(jìn)微小衛(wèi)星的光壓動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用激光推進(jìn)技術(shù)的光壓動力系統(tǒng)是一種新概念推進(jìn)方式，即把激光由熱能變?yōu)閯幽埽鳛橥七M(jìn)工具發(fā)射載荷，具有比較好的機(jī)動性、靈活性和可靠性；而光壓動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)相比，又具有比沖高、有效載荷比大、推進(jìn)參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，發(fā)射成本低，無環(huán)境污染，激光器可重復(fù)利用等優(yōu)點。
[0003]隨著激光技術(shù)的發(fā)展，大功率激光器技術(shù)日益成熟，使得光壓動力系統(tǒng)在航天運載發(fā)射、衛(wèi)星與載荷空間機(jī)動等方面有著廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛用于微小衛(wèi)星近地軌道發(fā)射、地球軌道碎片清除、微小衛(wèi)星姿態(tài)和軌道控制、載荷姿態(tài)調(diào)整、載荷軌道機(jī)動以及近地軌道發(fā)射乃至深空飛行任務(wù)等領(lǐng)域。激光推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，是國內(nèi)外新型高效航空航天推進(jìn)技術(shù)研究的前沿和熱點。目前，各航天大國都非常重視這項高端技術(shù)，投入大量人力和財力進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種光壓動力推進(jìn)系統(tǒng)，其具有比沖高、比推力大、有效載荷比大、推進(jìn)參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大的特點，特別適合作為小衛(wèi)星和許多輕型載荷的推進(jìn)系統(tǒng)，并且能夠多次使用，發(fā)射靈活，無需長周期準(zhǔn)備，可用于應(yīng)急通信、軍事偵察等衛(wèi)星的快速發(fā)射。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種光壓動力推進(jìn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:載荷承載板，所述載荷承載板上方一側(cè)設(shè)置有要推進(jìn)的載荷，下方一側(cè)設(shè)置有第一導(dǎo)光鏡組件；激光器組件，所述激光器組件包括多個激光器，所述多個激光器按一定規(guī)則排列并用于向所述載荷承載板不設(shè)置載荷的另一側(cè)發(fā)射激光，從而通過激光束產(chǎn)生的光壓推動所述載荷承載板；開關(guān)組件，所述開關(guān)組件設(shè)置在所述多個激光器發(fā)射激光的光路上，用于按一定的時間周期間隔阻擋激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板上，所述開關(guān)組件面對所述載荷承載板的一側(cè)設(shè)置有第二導(dǎo)光鏡組件；其中，所述第一導(dǎo)光鏡組件用于將發(fā)射到所述載荷承載板上的激光按其發(fā)射原路反射回所述開關(guān)組件上，所述第二導(dǎo)光鏡組件用于將所述第一導(dǎo)光鏡組件反射的激光反射回所述載荷承載板。
[0006]優(yōu)選地，所述開關(guān)組件的開關(guān)時間控制由激光能量的衰減程度決定，當(dāng)激光能量衰減至第一閾值時，開關(guān)開啟，使激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板上；當(dāng)激光能量大于第一閾值時，開關(guān)關(guān)閉，阻擋激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板上。
[0007]優(yōu)選地，所述開關(guān)設(shè)置為帶有至少一個透光通孔的可旋轉(zhuǎn)圓盤。
[0008]優(yōu)選地，所述可旋轉(zhuǎn)圓盤設(shè)置為沿其半徑方向均勻排布至少一排透光通孔，每排設(shè)置有至少一個透光通孔。
[0009]優(yōu)選地，所述可旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置為周期性的通過所述透光通孔阻擋激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板上:當(dāng)激光能量衰減至第一閾值時，所述旋轉(zhuǎn)圓盤的透光通孔旋轉(zhuǎn)至第一位置，所述第一位置使所述激光器發(fā)射的激光能夠穿過透光通孔發(fā)射至載荷承載板；當(dāng)激光能量大于第一閾值時，所述旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)至第二位置，使所述激光器發(fā)射的激光束到達(dá)所述旋轉(zhuǎn)圓盤的非透光區(qū)域，阻擋激光束發(fā)射至載荷承載板。
[0010]優(yōu)選地，所述激光器組件與所述旋轉(zhuǎn)圓盤的透光通孔排布方式相同，且位置上--對應(yīng)，用于向所述旋轉(zhuǎn)圓盤發(fā)射激光。
[0011]優(yōu)選地，所述激光器設(shè)置為脈沖激光器或太陽能激光器。
[0012]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)光鏡組件和第二導(dǎo)光鏡組件設(shè)置為直角反射鏡，所述直角反射鏡能夠使激光的反射光線平行于出射光線。
[0013]優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)光鏡組件設(shè)置在開關(guān)組件面對所述載荷承載板的一側(cè)的非透光區(qū)域。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)，解決了小衛(wèi)星和許多輕型載荷發(fā)射成本高、可靠性和成功率低的缺陷，并且采用激光能量轉(zhuǎn)化成動能的非化學(xué)式無毒推進(jìn)，不會對大氣環(huán)境造成污染。此外，隨著激光功率的提高，可以成倍地提高運載能力；理論上光壓動力系統(tǒng)可以超越每一級化學(xué)燃料火箭推進(jìn)速度的上限，這在深太空探測中具有重要意義。
[0015]應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)的原理圖。
[0018]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)的開關(guān)組件的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)的一個實施方式的示意圖。
[0020]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)的另一個實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]通過參考示范性實施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例，可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓推進(jìn)系統(tǒng)的原理圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括:
[0023]載荷承載板102，所述載荷承載板102上方一側(cè)設(shè)置有要推進(jìn)的載荷101，下方一側(cè)設(shè)置有第一導(dǎo)光鏡組件103a ;
[0024]激光器組件105，所述激光器組件105包括多個激光器，所述多個激光器按一定規(guī)則排列并用于向所述載荷承載板102不設(shè)置載荷的另一側(cè)發(fā)射激光，從而通過激光束產(chǎn)生的光壓推動所述載荷承載板102 ；
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述激光器設(shè)置為脈沖激光器或太陽能激光器。
[0026]開關(guān)組件104，所述開關(guān)組件104設(shè)置在所述多個激光器發(fā)射激光的光路上，用于按一定的時間周期間隔阻擋激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板上102，所述開關(guān)組件104面對所述載荷承載板102的一側(cè)設(shè)置有第二導(dǎo)光鏡組件103b ;
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一導(dǎo)光鏡組件103a和第二導(dǎo)光鏡組件103b設(shè)置為直角反射鏡，所述直角反射鏡能夠使激光的反射光線平行于出射光線。
[0028]其中，所述第一導(dǎo)光鏡組件103a用于將發(fā)射到所述載荷承載板102上的激光按其發(fā)射原路反射回所述開關(guān)組件104上，所述第二導(dǎo)光鏡組件104b用于將所述第一導(dǎo)光鏡組件103a反射的激光反射回所述載荷承載板102。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)組件104的開關(guān)時間控制由激光能量的衰減程度決定，當(dāng)激光能量衰減至第一閾值EO時，開關(guān)開啟，使激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板102上；當(dāng)激光能量大于第一閾值EO時，開關(guān)關(guān)閉，阻擋激光器發(fā)出的激光到達(dá)所述載荷承載板102上，此時激光光束以大于EO的激光能量在所述第一導(dǎo)光鏡組件103a和第二導(dǎo)光鏡組件103b間震蕩。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光壓動力系統(tǒng)的開關(guān)組件的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，開關(guān)組件200包括旋轉(zhuǎn)圓盤201、旋轉(zhuǎn)圓盤上的透光通孔202、轉(zhuǎn)軸203、第二導(dǎo)光鏡組件205以及電機(jī)204。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)設(shè)置為帶有至少一個透光通孔202的可旋轉(zhuǎn)圓盤201，所述可旋轉(zhuǎn)圓盤201設(shè)置為沿其半徑方向均勻排布至少一排透光通孔，每排設(shè)置有至少一個透光通孔202。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所