[發明專利]一種霍爾效應環型離子推力器

有效

• 申請號: 202010727385.7
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111852802B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 鹿暢;夏廣慶;孫斌;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: 溫福雪;侯明遠

1.一種霍爾效應環型離子推力器，其特征在于，所述的霍爾效應環型離子推力器包括底部陽極(101)、環形柵極、環形永磁體、絕緣套筒、工質分配器組、偏置放電陰極(301)和中和器；

所述的底部陽極(101)為圓板形結構安裝在絕緣套筒之間，底部陽極(101)的內外圓邊處安裝有工質分配器組；

所述的環形柵極包括屏柵極(201)、加速柵極(202)、第一絕緣體(a201)、第二絕緣體(b202)、第三絕緣體(c203)和第四絕緣體(d204)；所述的第一絕緣體(a201)為厚壁圓筒形，第一絕緣體(a201)與底部陽極(101)同軸；所述的第二絕緣體(b202)為厚壁圓筒形，第二絕緣體(b202)與底部陽極(101)同軸；所述的第三絕緣體(c203)為厚壁圓筒形，第三絕緣體(c203)內外徑與第二絕緣體(b202)相同，第三絕緣體(c203)與底部陽極(101)同軸；所述的第四絕緣體(d204)為圓板形，第四絕緣體(d204)與底部陽極(101)同軸；所述的屏柵極(201)為環形板結構，屏柵極(201)上分布多個直徑相同的圓形通孔，屏柵極(201)的內徑與第二絕緣套筒(502)的內徑相同，屏柵極(201)的外徑與底部陽極(101)的外徑相同，屏柵極(201)安裝在第一絕緣體(a201)和第三絕緣體(c203)所在的上游端面上，屏柵極(201)與第一絕緣體(a201)同軸；第二絕緣體(b202)安裝在第三絕緣體(c203)上，第二絕緣體(b202)與屏柵極(201)同軸；所述的加速柵極(202)為環形板結構，加速柵極(202)的結構和尺寸均與屏柵極(201)的相同；所述的加速柵極(202)上開有多個直徑相同的圓形通孔，通孔的位置與屏柵極(201)通孔的位置相同，加速柵極(202)上通孔的直徑小于屏柵極(201)上通孔的直徑；所述的加速柵極(202)安裝在第一絕緣體(a201)和第三絕緣體(c203)的下游端面上，加速柵極(202)與屏柵極(201)同軸；安裝后屏柵極(201)和加速柵極(202)相對應的通孔軸線重合；

所述的環形永磁體包括第一環形永磁體(401)和第二環形永磁體(402)；

所述的絕緣套筒包括第一絕緣套筒(501)和第二絕緣套筒(502)；所述的第一絕緣套筒(501)外側面裝有第一環形永磁體(401)；所述的第二絕緣套筒(502)內側裝有第二環形永磁體(402)；所述的第一絕緣套筒(501)和第二絕緣套筒(502)上游端面與底部陽極(101)結合；所述的第一絕緣套筒(501)下游端面與第一絕緣體(a201)結合；所述的第二絕緣套筒(502)下游端面與第三絕緣體(c203)結合；

所述的工質分配器組包括外環分配器(601)、內環分配器(602)以及進氣孔(603)；所述的外環分配器(601)安裝在底部陽極(101)上并位于第二絕緣套筒(502)外側；所述的內環分配器(602)安裝在底部陽極(101)上并位于第一絕緣套筒(501)內側；所述的進氣孔(603)均勻分布于外環分配器(601)及內環分配器(602)，各進氣孔間隔10°，在外環分配器(601)上進氣孔方向為向外，在內環分配器(602)上進氣孔方向為向內；推進工質從進氣孔(603)向環型離子推力器內部發射工質氣體；

所述的偏置放電陰極(301)為圓柱體，其安裝在分段底部陽極(101)上并位于第一絕緣套筒(501)與第二絕緣套筒(502)中間，且與底部陽極(101)相互絕緣，高度為絕緣套筒高度的2/3，偏置放電陰極(301)用于向環型離子推力器內部發射電子；

所述的中和器(302)為圓柱體，安裝在第四絕緣體(d204)上，中和器(302)用于向環型離子推力器外部發射電子；

所述的底部陽極(101)和屏柵極(201)接電源正極；所述的偏置放電陰極(301)和加速柵極(202)接電源負極；所述的底部陽極(101)電勢大于偏置放電陰極(301)和屏柵極(201)的電勢，偏置放電陰極(301)和屏柵極(201)的電勢相等；

所述的加速柵極(202)和中和器(302)接電源負極，且二者的電勢相同；

所述的第一環形永磁體(401)和第二環形永磁體(402)均為徑向充磁的環形永磁體；所述的第一環形永磁體(401)內表面磁極與第二環形永磁體(402)的外表面磁極極性相反；所述的第一環形永磁體(401)的直徑大于第二環形永磁體(402)的直徑。