[發明專利]帶有穩態等離子體推進器的電力推進系統

有效

• 申請號: 201280055390.1
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103917779B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 安東尼·克勞得·博納德·洛蘭
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪公司
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00;B64G1/42
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 李玉鎖,張浴月

技術領域

本發明涉及一種帶有穩態等離子體推進器(也稱為霍爾效應推進器)的電力推進系統。

背景技術

電力推進系統通常用于配合衛星，尤其是對地靜止衛星，且電力推進系統尤其用于控制軌道。電子推進器還可以用于執行軌道轉移操控(maneuver)。

由于可靠性問題，電力推進系統具有冗余設備。然而，穩態等離子體推進器的高成本阻礙其作為用于衛星的設備的發展。

因此，有必要簡化這種電力推進系統的構造(architecture)，并減輕其質量，同時保持令人滿意的水平的冗余度和可靠性，并同時保持與將要配合這種推進系統的衛星的現有接口的兼容性。

圖10示出霍爾效應推進器11的基本結構，該霍爾效應推進器11大致包括電離和放電通道24，該電離和放電通道24與陽極25及布置在電離和放電通道24的出口附近的陰極40相關聯。電離和放電通道24具有由諸如陶瓷之類的絕緣材料制成的壁22。磁路34和電磁線圈31包圍電離和放電通道24。來自連接到儲氣罐(未示出)的管道10的諸如氙氣等的惰性氣體經由管道21借助于與陽極25結合的氣體歧管27注入到放電通道24的后部，并經由管道41進入陰極40。該惰性氣體在電離和放電通道24中通過與陰極40發射的電子碰撞而電離。產生的離子通過陽極25與陰極40之間產生的軸向電場而加速并噴射。磁路34和電磁線圈31在通道24內建立磁場，該磁場大致為徑向。

圖10是示例性閉合電子漂移型霍爾效應推進器的示意性軸向剖視圖。

在圖10中，可以看到由諸如介電陶瓷等的絕緣材料制成的部分22限定的環形通道24、具有外部環形部分34和內部環形部分35的磁路、布置在推進器上游的磁軛、以及將環形部分34、35和磁軛連接在一起的中央芯(central core)。外部線圈31和內部線圈33用于在環形通道24中產生磁場。空心陰極40耦接到氙氣供給裝置，以在通道24的下游出口的前方形成等離子體云。陽極25布置在環形通道24中并與用于分配可電離氣體(氙氣)的環形歧管27相關聯。推進器組件可以通過殼體來保護。陰極40可以具有加熱器元件42、發射元件43和啟動器元件44。氣體供給管10、21和41都配合有電絕緣體元件12、13。各個電纜51、52將陰極40的元件、陽極25以及線圈31、33連接到電源和控制電路(圖10中未示出)。

尤其在下列文獻中描述了霍爾效應推進器的示例：FR2693770A1；FR2743191A1；FR2782884A1；和FR2788084A1。

諸如參照圖10描述的霍爾效應推進器可具有與中心陽極相關聯的單個陰極和用于控制向陰極供給氙氣的速率的單個控制電路。因而，本實施例被簡化并降低了質量。然而，這樣沒有了冗余，因而在陽極、陰極或控制電路發生故障的情況下不能保證可靠性。

因此，已經提出使用每個推進器包括兩個陰極和兩個控制電路的推進器對來提供冗余的電力推進系統，如圖11和圖12所示。

圖11是可以類似于圖10的推進器11的兩個相同的霍爾效應推進器11A、11B的正視圖，但它們中的每個具有兩個各自的陰極40A1、40A2或40B1、40B2和用于控制向陰極供給氙氣的速率的兩個電路(圖11中未示出)。在圖11中，每個推進器11A、11B的構成元件被給予與在圖10中相同的附圖標記，但推進器11A帶有字母A并且推進器11B帶有字母B。因此不再次描述這些構成元件。

圖12是用于控制圖11的上述一對推進器11A、11B的控制電路的框圖，以示例的方式將所述控制電路配置為構成兩個推進器組的北控制通道，以用于南北向軌道控制。