[發明專利]固體燒蝕型磁等離子體推力器

在審

• 申請號: 201910571536.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110131120A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 歐陽;吳建軍;張宇;程玉強;吳必琦;杜忻洳;李健;譚勝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明提供一種固體燒蝕型磁等離子體推力器,包括陰極體、陽極體、固體推進劑、電源與火花塞，所述陰極體、陽極體均與電源電性相連，所述陰極體與陽極體之間圍成燒蝕腔與放電腔；所述固體推進劑位于燒蝕腔內且兩端分別與位于燒蝕腔兩端的陰極體、陽極體相連，所述固體推進劑內設有從燒蝕腔對應陽極體的一端到燒蝕腔對應陰極體的一端貫穿固體推進劑的貫穿孔，所述貫穿孔通過連接通道與放電腔連通；所述火花塞設在連接通道內且與電源電性相連，所述放電腔內設有加速磁場。使等離子體經歷了兩次加速過程，推進性能進一步得到了有效提高。本發明應用于航天技術與等離子體領域。

技術領域

本發明涉及航天技術與等離子體領域，尤其涉及一種固體燒蝕型磁等離子體推力器。

背景技術

磁等離子體推力器作為一種高功率空間電推進裝置，主要利用電磁力以及氣動力來加速等離子體以產生推力。與其他電推進裝置相比，磁等離子體推力器具有高排氣速度、大推力、高效率和較輕重量，在大型航天器軌道提升、行星際飛行和深空探測等領域更具有優勢。

然而，磁等離子體推力器一般選用氫氣與鋰蒸氣作為推進劑，但是氫氣和鋰蒸氣易于空氣發生化學反應，具有一定的危險性。同時氣體推進劑的使用，磁等離子體推力器需要配置存儲氣體推進劑的裝置和復雜的供氣系統為推力器放電提供氣態推進劑，受供氣系統管路和閥門的限制，常規磁等離子體推力器響應慢，且容易造成推進劑浪費。同時限于繁瑣的供氣系統，當前的磁等離子體推力器組成陣列群組進行工作時，極其笨重。固體推進劑具有容易集成、便于攜帶且結構簡單等優點，目前空間任務中電推力器對固體推進劑逐漸青睞起來。

發明內容

針對現有技術中磁等離子體推力器供氣系統復雜、推力響應速度慢、陰極燒蝕嚴重且不易小型化和集成化等問題，本發明的目的是提供一種固體燒蝕型磁等離子體推力器。

其采用的技術方案是：

固體燒蝕型磁等離子體推力器，其特征在于，包括陰極體、陽極體、固體推進劑、電源與火花塞，所述陰極體、陽極體均與電源電性相連，所述陰極體與陽極體之間圍成燒蝕腔與放電腔；

所述固體推進劑位于燒蝕腔內且兩端分別與位于燒蝕腔兩端的陰極體、陽極體相連，所述固體推進劑內設有從燒蝕腔對應陽極體的一端到燒蝕腔對應陰極體的一端貫穿固體推進劑的貫穿孔，所述貫穿孔通過連接通道與放電腔連通；

所述火花塞設在連接通道內且與電源電性相連，所述放電腔內設有加速磁場。

進一步優選的，所述陰極體包括一體成型的第一陰極與第二陰極，所述陽極體包括第一陽極與第二陽極，所述第一陰極、第二陰極、第一陽極與第二陽極均與電源電性相連；

所述第一陰極與第一陽極相對設立且之間圍成燒蝕腔，所述固體推進劑位于燒蝕腔內且兩端分別抵接第一陰極與第一陽極，所述固體推進劑上設有從第一陽極到第一陰極貫穿固體推進劑的貫穿孔，所述第一陰極上設有第一通孔；

所述第二陰極與第二陽極之間圍成放電腔，所述第二陰極上設有第二通孔，所述第一通孔與第二通孔連通組成連接通道。

進一步優選的，所述第二陰極與第二陽極均為空心柱狀結構，所述第二陰極體位于第二陽極的空腔內，所述第二陰極外壁與第二陽極內壁之間圍成環形腔，所述放電腔由環形腔以及第二陽極中剩余的空腔組成，所述第二陽極體的外壁上環繞有磁線圈，所述加速磁場由磁線圈生產。

進一步優選的，所述第一陰極為板狀結構，所述第一陰極的正面朝向第一陽極，所述第一陰極的反面朝向第二陽極，所述第二陰極位于第一陰極反面的中心位置，所述第二陽極的端部抵接在第一陰極的反面上。

進一步優選的，所述第二陰極的軸線與第二陽極的軸線重合，所述第二陰極的長度為第二陽極長度的1/3～1/2。

進一步優選的，所述第一陰極的反面上設有絕緣層。

進一步優選的，所述電源包括：