[發(fā)明專利]帶筒體雙層防濺射分子沉及其冷卻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810031020.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108240910B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌桂龍;蘇楊;蔡國飆;賀碧蛟;翁惠焱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;B64G7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 孫輝

本發(fā)明提供了設(shè)有防濺射分子沉的地面電推進(jìn)試驗用的帶筒體雙層防濺射分子沉和上述雙層防濺射分子沉的冷卻方法，涉及等離子體空間環(huán)境模擬試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其中，防濺射分子沉，包括水平翅片和冷卻液輸液管，每個冷卻液輸液管連接有兩個水平翅片，與同一冷卻液輸液管連接的兩個水平翅片平行設(shè)置，水平翅片與用于安裝防濺射分子沉的筒體的軸線平行。該發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的地面電推進(jìn)試驗的防濺射結(jié)構(gòu)的防濺射能力差的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子體空間環(huán)境模擬試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及防濺射分子沉和設(shè)有有上述防濺射分子沉的地面電推進(jìn)試驗用的帶筒體雙層防濺射分子沉和上述雙層防濺射分子沉的冷卻方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)化學(xué)推力器相比，電推力器具有比沖高、推力小、長壽命等特點(diǎn)，因此電推進(jìn)可以提高航天器的有效載荷、提高姿軌控精度、大幅提升航天器的壽命，在世界范圍內(nèi)受到廣泛的應(yīng)用。中國的電推力器也經(jīng)過幾十年的研究逐漸成熟，但是電推力器在我國衛(wèi)星上還沒有應(yīng)用的先例，而且電推力器羽流濺射效應(yīng)會影響到航天器的使用壽命及航天器溫控、光學(xué)等部件的正常使用，對航天器的濺射效應(yīng)是不容忽視的。由于空間羽流實驗非常難并且昂貴，研究者們則對離子濺射腐蝕效應(yīng)進(jìn)行了長期的地面真空艙實驗。但是進(jìn)行地面真空艙實驗中，真空艙壁的背景濺射效果嚴(yán)重影響了實驗結(jié)果，因此，需要進(jìn)行防濺射分子沉的合理設(shè)計。

電推進(jìn)羽流地面實驗的一個重要前提是保證背景濺射效果盡量小，使得實驗環(huán)境能夠達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。國際上一些適用于電推進(jìn)的大型的真空艙的防濺射靶的設(shè)計結(jié)構(gòu)主要有平板式，異形式兩種。但是所有的濺射靶都是單層結(jié)構(gòu)。如LEEP2的防濺射靶的結(jié)構(gòu)和Aerospazio公司的LVTF真空艙的防濺射靶均采用平板形式，Alta公司的IV10vacuumchamber的異形防濺射靶采用中間帶孔的圓錐體重點(diǎn)防護(hù)core part of the beam。

在充分考慮防濺射靶的防濺射效應(yīng)的同時應(yīng)考慮濺射靶材的濺射產(chǎn)物的返回量應(yīng)該盡量少，可以減少對推力器及試驗部件的影響，這就需要對防濺射靶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計從而達(dá)到防濺射靶的長壽命及提高試驗空間環(huán)境的清潔度的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供地面電推進(jìn)試驗用的帶筒體雙層防濺射分子沉，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的地面電推進(jìn)試驗的防濺射結(jié)構(gòu)的防濺射能力差的技術(shù)問題。

防濺射分子沉，包括水平翅片和冷卻液輸液管，每個冷卻液輸液管連接有兩個水平翅片，與同一冷卻液輸液管連接的兩個水平翅片平行設(shè)置，水平翅片與用于安裝防濺射分子沉的筒體的軸線平行。

在防濺射分子沉中加入冷卻管路，降低壁面溫度，吸附羽流中的氙離子及各種濺射成分，起到更好的防濺射效果。并且可以阻擋后續(xù)的端部防濺射分子沉返回的產(chǎn)物。而且，濺射分子沉設(shè)計的翅片角度可以有效的阻止筒體的端部防濺射分子沉濺射返回的產(chǎn)物對流場的影響。

優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：水平翅片為T2紫銅翅片。

優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：冷卻液輸液管(22)為316不銹鋼管。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：水平翅片的表面包覆有第一碳?xì)帧?/p>

地面電推進(jìn)試驗用的帶筒體雙層防濺射分子沉，包括雙層防濺射分子沉筒體骨架(1)、筒體冷卻管板(2)，次端防濺射分子沉(20)和端部防濺射分子沉(21)，雙層防濺射分子沉筒體骨架(1)、與筒體骨架連接在一起的筒體冷卻管板(2)共同形成筒體，筒體冷卻管板(2)圍成筒體的內(nèi)壁，端部防濺射分子沉(21)和次端防濺射分子沉(20)沿筒體軸向排列，端部防濺射分子沉(21)安裝在筒體的底端，次端防濺射分子沉(20)安裝在筒體的內(nèi)部，次端防濺射分子沉(20)為上述任一的防濺射分子沉。

該雙層防濺射分子沉結(jié)構(gòu)，經(jīng)過了位于筒體底部的端部防濺射分子沉和位于筒體內(nèi)部的次端防濺射分子沉的吸收，兩次吸收，更有效的防止了電推進(jìn)中由于艙內(nèi)壁濺射對實驗結(jié)果的影響。