[發明專利]一種應用于霍爾推力器簇的抗磁干擾支架

有效

• 申請號: 201911253087.2
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110894823B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 丁永杰;李鴻;范昊天;魏立秋;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種應用于霍爾推力器簇的抗磁干擾支架，包括導磁底板和均勻設置在導磁底板上的多個導磁套筒，導磁底板和多個導磁套筒一體成型設置，每一導磁套筒內安置霍爾推力器簇的一個推力器單元，每一導磁套筒完全遮擋其內的推力器單元，各導磁套筒間均設有間隙，多個導磁套筒圍合的區域中心為導磁底板的中心，在多個導磁套筒圍合的區域中心布置陰極，陰極為霍爾推力器簇的各推力器單元的共享陰極。本發明所述的抗磁干擾支架在起到固定各推力器單元的作用的同時，可有效減少推力器的空間漏磁，以確保各推力器單元免受外界磁場干擾。同時該支架中心位置可布置一臺陰極，采取陰極共享策略為數個推力器同時提供電離過程及離子中和過程所需的電子。

技術領域

本發明屬于航天電推進技術和等離子體技術領域，尤其是涉及一種應用于霍爾推力器簇的抗磁干擾支架。

背景技術

隨著空間電推進技術的發展和全電推進技術的提出，電推力器逐步由單一的輔助推進擴展到了主推進，其功能從單一化邁向了多元化。未來空間任務的多樣化對電推力器提出了寬參數變化范圍內高性能穩定工作的要求，但當下單一霍爾推力器還很難滿足應用需求。霍爾推力器簇(由兩個或兩個以上推力器單元組成的推力器組)概念的提出和應用則有效拓展了推力調節范圍，提升了推力系統的靈活性，多臺推力器的運行模式也增加了系統的可靠性。與此同時，推力器簇的組合推進可大幅度提高推力水平，可用于軌道轉移等具有大推力需求的空間任務。

然而由于衛星平臺可提供給推力器模塊的空間極其有限，故對于推力器簇來講，各推力器單元的布置便較為集中，推力器外圍的漏磁及其相互耦合對推力器單元磁場分布將產生不可忽略的影響，這成為了制約推力器簇整體性能的關鍵因素之一。當推力器放電室內磁場分布受到影響時，通道內的高效的電導率及電勢分布便很難建立，進而影響工質的電離及離子的加速。同時由于推力器外部磁場的相互耦合，陰極發射的電子路徑可能會受到影響，進而影響放電電流和耦合壓降，對離子的加速以及臨界等離子體參數產生負面影響。

因此有效地減少推力器單元的空間漏磁，降低漏磁對其他推力器單元及推力器簇的整體性能及放電穩定性的影響具有重要的研究價值。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種應用于霍爾推力器簇的抗磁干擾支架，該抗磁干擾支架在起到固定各推力器單元的作用的同時，可有效減少推力器的空間漏磁，以確保各推力器單元免受外界磁場干擾。同時該支架中心位置可布置一臺陰極，采取陰極共享策略為數個推力器同時提供電離過程及離子中和過程所需的電子。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種應用于霍爾推力器簇的抗磁干擾支架，包括導磁底板和均勻設置在導磁底板上的多個導磁套筒，所述的導磁底板和多個導磁套筒一體成型設置，每一導磁套筒內安置霍爾推力器簇的一個推力器單元，每一導磁套筒完全遮擋其內的推力器單元，各導磁套筒間均設有間隙，多個導磁套筒圍合的區域中心為導磁底板的中心，在多個導磁套筒圍合的區域中心布置陰極，所述陰極為霍爾推力器簇的各推力器單元的共享陰極。

進一步的，各推力器單元及共享陰極均采用螺栓與導磁底板相連接，導磁底板底部相應位置開有通孔，相應的電氣供應管路可直接穿過導磁底板通孔分別與推力器單元及陰極相連。

進一步的，所述導磁底板和多個導磁套筒的材質均為純鐵。

進一步的，所有導磁套筒均沿導磁底板的外圍設置，多個導磁套筒圍合區域大小與陰極尺寸相匹配。

進一步的，導磁套筒的形狀與推力器單元磁路外包絡結構相對應，導磁套筒與相應的推力器單元間的間隙尺寸在周向上相一致，且該間隙尺寸需大于推力器單元磁路外包絡尺寸的8％。

進一步的，導磁套筒的高度需高于推力器單元磁極端面，且高度差大于推力器磁路外包絡尺寸的18％且小于推力器磁路外包絡尺寸的40％。

進一步的，所述導磁底板為圓形底板，在導磁底板上圓周陣列多個導磁套筒。