[實(shí)用新型]固體燒蝕型磁等離子體推力器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920987877.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210106081U
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽;吳建軍;張宇;程玉強(qiáng);吳必琦;杜忻洳;李健;譚勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本實(shí)用新型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(jìn)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(jìn)劑位于燒蝕腔內(nèi)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(jìn)劑內(nèi)設(shè)有從燒蝕腔對應(yīng)陽極體的一端到燒蝕腔對應(yīng)陰極體的一端貫穿固體推進(jìn)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(shè)在連接通道內(nèi)且與電源電性相連，所述放電腔內(nèi)設(shè)有加速磁場。使等離子體經(jīng)歷了兩次加速過程，推進(jìn)性能進(jìn)一步得到了有效提高。本實(shí)用新型應(yīng)用于航天技術(shù)與等離子體領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及航天技術(shù)與等離子體領(lǐng)域，尤其涉及一種固體燒蝕型磁等離子體推力器。

背景技術(shù)

磁等離子體推力器作為一種高功率空間電推進(jìn)裝置，主要利用電磁力以及氣動力來加速等離子體以產(chǎn)生推力。與其他電推進(jìn)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(lǐng)域更具有優(yōu)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(jìn)劑，但是氫氣和鋰蒸氣易于空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，具有一定的危險性。同時氣體推進(jìn)劑的使用，磁等離子體推力器需要配置存儲氣體推進(jìn)劑的裝置和復(fù)雜的供氣系統(tǒng)為推力器放電提供氣態(tài)推進(jìn)劑，受供氣系統(tǒng)管路和閥門的限制，常規(guī)磁等離子體推力器響應(yīng)慢，且容易造成推進(jìn)劑浪費(fèi)。同時限于繁瑣的供氣系統(tǒng)，當(dāng)前的磁等離子體推力器組成陣列群組進(jìn)行工作時，極其笨重。固體推進(jìn)劑具有容易集成、便于攜帶且結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前空間任務(wù)中電推力器對固體推進(jìn)劑逐漸青睞起來。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中磁等離子體推力器供氣系統(tǒng)復(fù)雜、推力響應(yīng)速度慢、陰極燒蝕嚴(yán)重且不易小型化和集成化等問題，本實(shí)用新型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(shù)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(jìn)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(jìn)劑位于燒蝕腔內(nèi)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(jìn)劑內(nèi)設(shè)有從燒蝕腔對應(yīng)陽極體的一端到燒蝕腔對應(yīng)陰極體的一端貫穿固體推進(jìn)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(shè)在連接通道內(nèi)且與電源電性相連，所述放電腔內(nèi)設(shè)有加速磁場。

進(jìn)一步優(yōu)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(shè)立且之間圍成燒蝕腔，所述固體推進(jìn)劑位于燒蝕腔內(nèi)且兩端分別抵接第一陰極與第一陽極，所述固體推進(jìn)劑上設(shè)有從第一陽極到第一陰極貫穿固體推進(jìn)劑的貫穿孔，所述第一陰極上設(shè)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(shè)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(jìn)一步優(yōu)選的，所述第二陰極與第二陽極均為空心柱狀結(jié)構(gòu)，所述第二陰極體位于第二陽極的空腔內(nèi)，所述第二陰極外壁與第二陽極內(nèi)壁之間圍成環(huán)形腔，所述放電腔由環(huán)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(huán)繞有磁線圈，所述加速磁場由磁線圈生產(chǎn)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一陰極為板狀結(jié)構(gòu)，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(jìn)一步優(yōu)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(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一陰極的反面上設(shè)有絕緣層。