[發明專利]一種微型五維陰極電弧推力器

在審

• 申請號: 201710414221.7
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107264840A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 蒲俊州;劉鵬;萬斌;沈瑞琪;張偉;吳立志
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/40
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明涉及一種微型推力器，特別是一種微型五維陰極電弧推力器。

背景技術

空間微推力器是衛星和其他空間飛行器的重要動力裝置，主要完成空間飛行器的姿態控制、軌道保持和動力推進等任務。

目前空間推進技術主要有冷氣推進、熱推進、電推進、化學推進、激光推進和核推進等主要類型，其中電推進技術運用最廣泛。電推進主要有脈沖等離子體推進(PPT)，電噴推進和霍爾推進等3種，其中PPT推進采用了固體推進劑，使其易于維護和環境適應性好。

目前大多數在軌PPT使用了聚四氟乙烯(PTFE)推進劑，PTFE的優點是性質穩定，但是缺點是推力器結構不緊湊，工作效率低，同時，電燒蝕所需要的能量和燒蝕臨界電壓高，限制了推進系統的小型化和低功耗性能提升。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種微型五維陰極電弧推力器。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種微型五維陰極電弧推力器，包括推力器主體、上蓋、絕緣模塊、推進劑、小電極板和大電極板，所述推力器主體上表面均勻開有四個長方體凹槽，相鄰兩個長方體凹槽的中軸線相互垂直，相對的兩個長方體凹槽的中軸線重合，推力器主體上表面中間開有一個正方體凹槽，上述凹槽之間相互連通；

所述小電極板的數量為四個，該四個小電極板的結構相同，均為長方體結構，每個小電極板都水平設置在對應的長方體凹槽內，所述小電極板均通過下方接線孔與外部電源導線連接；

所述推進劑位于長方體凹槽內小電極板的上方，推進劑為長方體結構并具有一個導電層，導電層位于推進劑的側面，所述大電極板為十字形，中間具有一個正方形孔，大電極板位于推力器主體的上部，其每個臂均位于對應的長方體凹槽內，并位于推進劑的上方，大電極板中心的正方形孔位于正方體凹槽的上方，正方體凹槽內設置絕緣模塊，該絕緣模塊為U型結構，絕緣模塊內豎直設置兩塊小電極板，兩塊小電極板之間設置推進劑；豎直設置的兩塊小電極板和一塊推進劑也均位于正方形孔的內部；所述上蓋位于大電極板的上方且與主體固連，其中心開有一個正方形通孔。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明的微型五維陰極電弧推力器結構簡單，重量輕，五個方向獨立控制點火，使空間姿態和軌道控制等任務更容易進行，能量可以得到最大效率的利用，一定程度上可以減少衛星發射時的負重或延長衛星的工作時間；2)本發明的微型五維陰極電弧推力器功耗低，安全可靠。本發明采用改性環氧樹脂材料(PCB)材料作為推進劑，并且在推進劑燒蝕區用局部高溫處理的方式預設導電層，實現推進劑低壓自點火，達到僅在燒蝕表面導電而內部不導電的特性。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的微型五維陰極電弧推力器結構分解圖。

圖2為本發明的微型五維陰極電弧推力器總體安裝圖。

圖3為本發明的微型五維陰極電弧推力器極板安裝圖。

圖4為本發明的微型五維陰極電弧推力器極板和推薦劑的配合安裝圖。

圖5為微型五維陰極電弧推力器上蓋和主體的結構圖。

具體實施方式

結合附圖，本發明的一種微型五維陰極電弧推力器，包括推力器主體1、上蓋2、絕緣模塊3、推進劑4、小電極板5和大電極板6，所述推力器主體1上表面均勻開有四個長方體凹槽7，相鄰兩個長方體凹槽的中軸線相互垂直，相對的兩個長方體凹槽的中軸線重合，推力器主體上表面中間開有一個正方體凹槽8，上述凹槽之間相互連通；

所述小電極板5的數量為四個，該四個小電極板的結構相同，均為長方體結構，每個小電極板都水平設置在對應的長方體凹槽7內，所述小電極板5均通過下方接線孔與外部電源導線連接；

所述推進劑4位于長方體凹槽7內小電極板5的上方，推進劑4為長方體結構并具有一個導電層41，導電層41位于推進劑4的側面，所述大電極板6為十字形，中間具有一個正方形孔，大電極板6位于推力器主體1的上部，其每個臂均位于對應的長方體凹槽7內，并位于推進劑4的上方，大電極板6中心的正方形孔位于正方體凹槽8的上方，正方體凹槽8內設置絕緣模塊3，該絕緣模塊3為U型結構，絕緣模塊3內豎直設置兩塊小電極板，兩塊小電極板之間設置推進劑；豎直設置的兩塊小電極板和一塊推進劑也均位于正方形孔的內部；

所述上蓋2位于大電極板6的上方且與主體1固連，其中心開有一個正方形通孔9。

所述推力器主體1的正方體凹槽8的下方開有一個接線孔。

所述推力器主體1和上蓋2通過螺栓固定連接。