[實用新型]一種霍爾推進器的中和器加熱裝置

有效

• 申請號: 201520195281.0
• 申請日: 2015-04-02
• 公開（公告）號: CN204591604U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 唐海宸;王曙光;劉冬梅;喬彩霞;康小錄
• 申請（專利權）人: 成都國光電氣股份有限公司;上海空間推進研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本實用新型涉及一種加熱裝置，具體地說，是涉及一種用于霍爾推進器的中和器加熱裝置。

背景技術

隨著現代航天深空探測技術的大力發展,傳統的冷氣直接噴射系統由于總沖的限制,不能用于長時間的在軌管理。同時，由于小衛星、微小衛星、行星探測器及深空探測、星際航行等空間探測技術的興起,要求航天器上的推進系統質量更輕、體積更小、效率更高,發展比沖高、結構緊湊、消耗工質少，成本低廉。霍爾電推進就是這樣一種綜合性能優良的空間推進方式，它是通過霍爾效應的原理加速推進劑離子產生反作用推力的推進裝置，霍爾電推進技術具有結構和配電系統簡單、推力密度高、功率推力比小、技術成熟度高、飛行應用經驗豐富、空間適應性良好等優點，在國際航天領域研究和應用最為活躍，它主要應用于星體的軌道提升、姿態保持和深空探測、星際航行等主推進領域的。霍爾推力器在工作時，需要一個中和器裝置，該中和器裝置通過加熱器將發射體緩慢加熱產生熱電子，一部分熱電子用來電離進入陰極管內的中性氣體，另一部分用來中和中和推力器噴出的離子流，避免航天器帶電。

現有的加熱器的絕緣層采用涂敷-燒結工藝制成，此種工藝操作繁瑣；人為因素影響大，導致加熱絲再結晶現象嚴重，容易發生加熱絲脆斷現象；由于絕緣層是自然粘合而成，絕緣層制作過程中加入了有機溶劑，會導致絕緣瓷管的瓷疏松多孔。

加熱器工作時，為保證發射體正常工作，溫度須在1100℃以上，加熱絲的溫度就必須在1400℃以上。現有的加熱器結構，不論是預熱階段還是穩定工作階段，絕緣瓷管與加熱絲長時間處于高溫狀態，兩種材料長期高溫滲透使絕緣瓷管的絕緣性能下降，會導致加熱絲短路；現有的加熱器中，絕緣瓷管與加熱絲熱膨脹系數不一致且加熱器的絕緣層與加熱絲熱膨脹系數也不一致，在熱循環沖擊使用狀態時容易造成絕緣層龜裂，甚至脫落，導致絕緣性能下降；同時中和器工作時，加熱器在等離子流濺射、沖擊環境中，現有的熱屏蔽層很容易燒損，造成熱屏蔽效果下降。這些缺點都嚴重影響加熱器的可靠性和壽命，不能滿足飛行器航天工程使用的可靠性和壽命要求。

實用新型內容

為此基于上述情況，本實用新型的目的在于提供一種霍爾推進器的中和器加熱裝置，本實用新型的技術方案如下：

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置，包括熱屏蔽層和鎧裝加熱絲組件，所述鎧裝加熱絲組件包括內、中、外三層，內層為加熱芯絲，中間層為包裹加熱芯絲的絕緣陶瓷粉層，外層為鎧裝層，所述鎧裝加熱絲組件置于中和器發射體的外側周面上并沿其周向繞制呈螺旋狀分布。

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置還包括置于鎧裝加熱絲組件外部的熱屏蔽層，鎧裝加熱絲組件置于中和器發射體的外側周面時，熱屏蔽層置于所述鎧裝加熱絲組件的外側周面上并沿其周向分布，所述熱屏蔽層由耐高溫、隔熱良好、耐等離子體轟擊的材料制成。

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置的熱屏蔽層可以由鉭鈮合金材料或者鎢合金材料制成。

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置的鉭鈮合金材料或者鎢合金材料為箔片材料并制成圓筒狀的熱屏蔽層，所述熱屏蔽層與鎧裝加熱絲相契合并套裝于鎧裝加熱絲的外部并固定連接。

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置，還包括置于熱屏蔽層外部的保護層，保護層置于所述熱屏蔽層的外側周面上并沿其周向分布，所述保護層為耐高溫、耐等離子體轟擊、隔熱良好的材料制成。

所述的霍爾推進器的中和器加熱裝置，所述保護層是鎢合金或鉭鈮合金材料制成。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）加熱器工作溫度高，至少可到1600℃；

（2）加熱功率減少15%以上；

（3）正常工作最長預熱時間減少20%以上；

（4）工作時耐等離子體轟擊能力更強；

（5）工作壽命和可靠性更高。

附圖說明

圖1本實用新型實施例一的鎧裝加熱絲組件構示意圖；

圖2本實用新型實施例一的加熱器結構示意圖；

圖3本實用新型實施例二的加熱器結構示意圖；

圖4本實用新型實施例三的加熱器結構示意圖；

圖中，1-鎧裝加熱絲組件，2-鎧裝層，3-絕緣陶瓷粉層，4-加熱芯絲，5-中和器發射體，6-熱屏蔽層，7-保護層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例一