[發明專利]一種脈沖等離子體推力器工質供給組件

有效

• 申請號: 201811503133.5
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109578234B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 張天平;王小軍;王尚民;高軍;田立成;陳新偉;馮瑋瑋;楊福全;羅衛東;李娟
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發明公開了一種脈沖等離子體推力器工質供給組件，具有結構簡單，質量輕，力學性能高的特點，可與不同脈沖等離子體推力器完成集成組裝，具有很高的普遍適用性：工質承載盒兩側設置多個腰形孔，并形成加強筋，在頂部盒口處設置加強筋連接蓋，形成了一個鏤空式桁架結構，減輕了重量，降低了阻尼，并提高了組件的力學可靠性；承載盒中心設置了約束槽，并且相應工質側面設置耳片15，可置于約束槽內，從而實現了工質和彈簧上下、左右方向的約束，可有效保證彈簧穩定可靠地定向推動，以及工質穩定可靠地向前定向移動。

技術領域

本發明屬于航天器推進技術領域，具體涉及一種脈沖等離子體推力器工質供給組件。

背景技術

脈沖等離子體推力器是一種由電容器儲能，依靠火花塞誘導或者自持放電，在陽極和陰極電極間產生大電流電弧放電，使得工質電離成為等離子體，在自感電磁力和氣動力作用下噴出產生推力的脈沖等離子體裝置。以功率小、結構簡單、輕質量、易于微小集成，特別適合用于微納衛星姿態控制、軌道維持以及編隊飛行等任務。

目前廣泛應用的脈沖等離子體推力器典型的工質為聚四氟乙烯，工質持續穩定供給直接影響到推力器的性能。由此，承載并推動工質的供給組件則成為了推力器非常核心的元部件。由此，設計一款簡單、通用、穩定可靠、與推力器易于集成的供給組件具有重要意義。

目前微脈沖等離子體常推力器常用的工質為聚四氟乙烯，對其產生推動力組件一般為恒力彈簧即卷簧為基礎的供給組件，采用卷簧作為推進力的彈簧結構，雖然其彈力相對穩定，但該結構彈簧需要其他附件實現其固定，穩定性較差，不利于微小集成。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種脈沖等離子體推力器工質供給組件，具有結構簡單，質量輕，力學性能高的特點。

一種脈沖等離子體推力器工質供給組件，包括螺旋彈簧1、工質承載盒3、火花塞7、陰極板11以及陽極板12；

所述工質承載盒3具有一個與推進器的工質6外形結構對應的空腔，用于放置工質6；所述工質6沿長度方向的一個端面上設有約束凸臺9，沿寬度方向的兩個端面上各設置有一個凸起的弧形耳片15；工質承載盒3的內壁上加工有與工質6弧形耳片15配合的弧形凹槽，定義為約束槽14；螺旋彈簧1的一端連接在所述約束凸臺9上，另一端抵觸在工質承載盒3一端的內壁上；工質承載盒3的另一端開口，開口上端設置陰極板11，火花塞7固定在陰極板11上，開口下端設置陽極板10；陽極板10的前端加工有支撐肩10；所述支撐肩10具有一個凸臺，用于在工質6置于工質承載盒3內后卡住工質6的端部。

進一步的，所述工質承載盒3一端的內壁上加工有彈簧定位孔8，螺旋彈簧1根部安裝在該彈簧定位孔8中。

進一步的，工質承載盒3的上端開口，并通過至少一個連接蓋2對上端開口進行封蓋。

較佳的，工質承載盒3材料采用聚酰亞胺。

較佳的，陰極板11和陽極板12材料均采用無氧銅。

較佳的，螺旋彈簧1采用彈簧鋼。

進一步的，所述工質承載盒3兩側面分布有腰形孔。

進一步的，所述陰極板11和陽極板12分別通過陰極板接口4和陽極板接口5連接外部電源。

本發明具有如下有益效果：

本發明的一種脈沖等離子體推力器工質供給組件，具有結構簡單，質量輕，力學性能高的特點，可與不同脈沖等離子體推力器完成集成組裝，具有很高的普遍適用性：工質承載盒兩側設置多個腰形孔，并形成加強筋，在頂部盒口處設置加強筋連接蓋，形成了一個鏤空式桁架結構，減輕了重量，降低了阻尼，并提高了組件的力學可靠性。