[發明專利]一種無放電陰極的環型離子推力器

有效

• 申請號: 201910988194.3
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110594115B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 鹿暢;夏廣慶;韓亞杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明公開了一種無放電陰極的環型離子推力器，屬于離子推力器技術領域。所述的環型離子推力器包括環形放電室、環形柵極、環形永磁體組、進氣口和中和器。工質氣體從進氣口進入到環形放電室內，在陽極和環形永磁體組的作用下電離成等離子體，并在環形柵極的作用下加速，最后和中和器發射的電子中和形成羽流產生推力。本發明通過上述設計，首先提高了噴入環形放電室內的電子分布的均勻性，進而提高了電離產生的等離子體的均勻性，進而增大了柵極的使用壽命。同時，由于電子分布的均勻性增加，推力器的放電更加穩定。此外，由于去掉了放電陰極，所以使得推力器的壽命可以進一步提高。

技術領域

本發明屬于離子推力器技術領域，更具體地說是一種無放電陰極的環型離子推力器。

背景技術

隨著深空探測任務需求的發展，現階段為了增大推力器的有效載荷比，以進一步應對深空探測任務中不斷增長的執行時間和飛行距離，離子推力器的設計尺寸、輸入功率和推力水平也在不斷的增大。然而，上述參數的增大帶來許多新的問題，如放電室內等離子體密度偏低、柵極制造困難和壽命降低等問題。

因此，為了突破傳統離子推力器的輸入功率和柵極尺寸限制，具有不同構造的新型大功率離子推力器——環型離子推力器被提出。然而，由于放電陰極偏置，現有的環型離子推力器尚存在放電困難、放電室內等離子體分布的周向均勻性太差等問題。因此，對提高環型離子推力器的放電穩定性和放電室內等離子體分布的均勻性等需求極其迫切，新型環型離子推力器的研制刻不容緩。

發明內容

為了提高環型離子推力器的放電穩定性和放電室內等離子體分布的均勻性，本發明從離子推力器放電和推力產生等整體工作原理出發，提出了一種無放電陰極的環型離子推力器。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種無放電陰極的環型離子推力器，所述的環型離子推力器包括環形放電室1、環形柵極2、環形永磁體組3、進氣口4和中和器5。

所述的環形放電室1包括外環陽極101、內環陽極102和底面陽極103；所述的外環陽極101為薄壁圓筒形，外環陽極101的一個端面上安裝有圓板形結構的底面陽極103；所述的內環陽極102為薄壁圓筒形，內環陽極102安裝在底面陽極103上，并位于外環陽極101內部；所述的外環陽極101、內環陽極102和底面陽極103軸向重合、相互之間電導通；所述的底面陽極103上開有多個環形分布的圓形進氣口4，進氣口4的間距相同；工質氣體6通過進氣口4進入外環陽極101和內環陽極102之間的區域放電生成等離子體。