[發(fā)明專利]一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710961507.7
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107587989B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武志文;孫國瑞;曾鈴漢;杜蕊;劉惟恒;李航;王寧飛;劉向陽;謝侃
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

1.一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：包括：優(yōu)化電極、支撐板(2)、主放電電容器(3)、連接銅片(4)、絕緣塞(6)和固體推進(jìn)劑(8)；所述優(yōu)化電極由優(yōu)化陰極(1)和優(yōu)化陽極(5)組成；

所述的優(yōu)化陰極(1)由燒蝕區(qū)域和加速區(qū)域組成；燒蝕區(qū)域的側(cè)壁上垂直固定有橫板；加速區(qū)域為燒蝕區(qū)域側(cè)壁的外延伸部分，需保證加速區(qū)域與燒蝕區(qū)域側(cè)壁的原延伸方向成角度；

所述的優(yōu)化陽極(5)由燒蝕區(qū)域和加速區(qū)域組成；燒蝕區(qū)域的側(cè)壁上垂直固定有橫板；加速區(qū)域為燒蝕區(qū)域側(cè)壁的外延伸部分，需保證加速區(qū)域與燒蝕區(qū)域側(cè)壁的原延伸方向成角度；

所述支撐板(2)的側(cè)面端部帶有絕緣塞(6)；

所述的優(yōu)化陰極(1)與優(yōu)化陽極(5)交叉放置，需保證二者的燒蝕區(qū)域橫板相互平行；優(yōu)化陰極(1)與優(yōu)化陽極(5)的燒蝕區(qū)域橫板間的空間中放置固體推進(jìn)劑(8)；所述燒蝕區(qū)域橫板與絕緣塞(6)接觸連接；支撐板(2)置于燒蝕區(qū)域與主放電電容器(3)之間；所述的主放電電容器(3)通過連接銅片(4)與優(yōu)化電極相連接，并通過高壓電源進(jìn)行充電。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：所述的固體推進(jìn)劑(8)為扁平狀的固體推進(jìn)劑，以降低啟動電壓。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：所述的優(yōu)化電極的加速區(qū)域與燒蝕區(qū)域側(cè)壁的原延伸方向成角度，所述角度為70°～90°。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：所述的支撐板(2)上還固定安裝有恒力彈簧(7)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：所述優(yōu)化電極的燒蝕區(qū)域遠(yuǎn)離支撐板(2)的一端處帶有凸臺。

6.如權(quán)利要求1所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：所述主放電電容器(3)的容值為0.01-0.05μF，初始放電電壓為2500-3500V，放電頻率允許大于100Hz。

7.如上述任意一項權(quán)利要求所述的一種高效率雙狀態(tài)固體脈沖等離子體推力器，其特征在于：工作過程為：脈沖直流高壓電源先給主放電電容器(3)充電至所需高壓；當(dāng)優(yōu)化電極燒蝕區(qū)域橫板兩端電壓達(dá)到擊穿電壓時，優(yōu)化電極自行擊穿，其間的大電流燒蝕固體推進(jìn)劑(8)產(chǎn)生少量中性氣體；在高電壓的作用下，燒蝕出的中性氣體被瞬間電離成等離子體團(tuán)；當(dāng)產(chǎn)生的等離子體團(tuán)脫離推進(jìn)劑表面后，將被優(yōu)化極板加速區(qū)域加速至被推出，產(chǎn)生脈沖推力。