[發明專利]一種場聚焦效應的電推進裝置

有效

• 申請號: 201811280396.4
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109204888B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 高輝;羅楊;許諾;魏厚震
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00;B64G1/40
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 李明里;龐許倩

本發明涉及一種場聚焦效應的電推進裝置，屬于衛星推進領域，解決了現有技術中推進效率低的問題。包括：柵極、第一支撐、場聚焦極、第二支撐、發射極、基底；發射極上設有發射錐，場聚焦極設置在發射錐的尖端，且不與發射錐的尖端接觸；柵極設置在發射錐尖端方向，且柵極與發射錐之間留有距離；柵極通過第一支撐與基底連接，場聚焦極通過第二支撐與基底連接；場聚焦極和柵極對應發射錐的位置均設有形狀和尺寸相同的通孔；柵極與發射極之間設有電位差，發射極和場聚焦極之間無電位差；發射極為多孔材料，孔中填充推進劑。本發明通過場聚焦極能夠有效降低羽流發散程度，減小羽流發散帶來的推力損失。

技術領域

本發明涉及衛星推進技術領域，尤其涉及一種場聚焦效應的電推進裝置。

背景技術

在當前微衛星推進領域，為了增強衛星的軌道能力，提出了一種電噴推進裝置。該裝置由一種陣列化的微型發射錐體和柵極(或稱為加速極)構成，錐體是一種多孔材料，在發射錐體與柵極之間施加高壓靜電場，錐體內部的推進劑由于高壓靜電場的作用，在錐尖處被電離并加速，進而產生推力。該裝置存在的問題是由于錐尖處高強電場對所產生的離子束流存在一種場發散效應，導致羽流發散角過大，進而導致推力損失，降低推進效率。為了減少羽流發散帶來的效率降低的問題，并提高比沖，采用了吸取極與加速極兩層柵極，該裝置需要設置兩套電路，一組用來使推進劑電離拉出，一組用來加速電離后的離子，整個電路較為復雜，控制難度較大，而且發射極、吸極、柵極之間多個電勢容易發生飛弧造成裝置損壞。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種場聚焦效應的電推進裝置，用以解決現有電推進羽流角過大導致的推力損失問題的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明技術方案中，一種場聚焦效應的電推進裝置，電推進裝置包括：柵極、第一支撐、場聚焦極、第二支撐、發射極、基底；

發射極上設有發射錐，場聚焦極設置在發射錐的尖端，且不與發射錐的尖端接觸；柵極設置在發射錐尖端方向，且柵極與發射錐之間留有距離；

柵極通過第一支撐與基底連接，場聚焦極通過第二支撐與基底連接；

場聚焦極和柵極對應發射錐的位置均設有形狀和尺寸相同的通孔；柵極與發射極之間設有電位差，發射極和場聚焦極之間無電位差；發射極為多孔材料，孔中填充推進劑。

本發明技術方案中，柵極、第一支撐、場聚焦極、第二支撐和發射極均設置在基底的同一側；

發射錐設有多個，且在發射極上呈圓形或正多邊形陣列。

本發明技術方案中，基底未與第一支撐連接的一側設有存儲腔；存儲腔內存有推進劑。

本發明技術方案中，場聚焦效應的電推進裝置還設有推進劑通道，推進劑通道貫穿存儲腔的腔壁和基底；

存儲腔內的推進劑能夠通過推進劑通道補充進入發射極的多孔材料的孔中。

本發明技術方案中，場聚焦效應的電推進裝置還設有電源，電源的一端與柵極連接，另一端與場聚焦極和發射極均連接。

本發明技術方案中，場聚焦極和第二支撐為一體結構，且通過鈑金方法制成。

本發明技術方案中，場聚焦效應的電推進裝置還包括子基底；子基底設置在基底上，且第二支撐通過子基底與基底連接；推進劑通道貫穿子基底。

本發明技術方案中，第一支撐為絕緣材料制成。

本發明技術方案中，場聚焦極為金屬材料制成；

或，場聚焦極為硅基材料或玻璃材料制成，且場聚焦極的表面鍍有金屬層。

本發明技術方案中，場聚焦極的厚度為0.04～0.2mm；