[發明專利]一種用于超導型磁等離子體推進器的防羽流腐蝕裝置

有效

• 申請號: 202011182276.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112502927B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 鄭金星;宋云濤;馬林森;劉海洋;李明;朱小亮;吳友軍;劉菲;李永;周成;王戈;劉旭峰;朱雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

本發明公開了一種用于超導型磁等離子體推進器的防羽流腐蝕裝置，包括位于真空艙中的超導磁體、推進器、防護外殼和導流器；其中，所述真空艙的前端設置艙門，所述推進器位于真空艙的底部，所述超導磁體包括超導線圈，所述超導線圈環繞在所述推進器的周圍；所述推進器包括推進器主體和噴射口，所述噴射口位于所述推進器主體一側；所述防護外殼為位于所述推進器本體上方的中空柱狀結構；所述導流器固定連接在所述防護外殼上方，所述導流器為上端開口，下端封閉的錐形結構；本發明大大降低了離子束噴射過程中羽流對推進器、外圍線路及真空艙的濺射腐蝕，延長了推進器及真空艙的使用壽命。

技術領域

本發明涉及羽流腐蝕防護領域，具體涉及一種用于超導型磁等離子體推進器的防羽流腐蝕裝置。

背景技術

隨著航天、空間探測的發展，傳統的化學推進器已不能滿足人們對深空探測的需求，各種高性能平臺對電推進技術的應用需求越發迫切。電推進相比化學推進器具有質量低、比沖高和可重復啟動等特點而得到廣泛的應用，其中離子推進器相較于其它類型的電推進器比沖更高，是一種被各國重點研發的電推進器。離子推進器的性能、壽命和可靠性是高質量飛行器及其負載設計的重要一環。

離子推進器工作時會產生羽流，羽流主要由以下五部分組成:快速離子束(速度大于10km/s)是離子推進器推力的來源；未電離的中性推進劑原子，主要來自放電室和中和器；CEX離子；非推進劑離子，主要來自柵極材料的濺射離子；中和器發射的電子。離子推進器工作時產生噴射的高能離子，會對本身結構及外圍測控單元造成濺射腐蝕，進而影響推進器的性能和工作壽命。

為了解決離子推進器工作時產生的高能離子濺射對推進器本身結構及外圍測控單元造成腐蝕，需要設計出能夠避免羽流腐蝕的防護裝置。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的旨在提供一種用于超導型磁等離子體推進器的防羽流腐蝕裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的有益效果在于：本發明將噴射口加大并引出到推進器后端，并在推進器上端增加了防護外殼，在防護外殼上端又進一步加了導流裝置，同時在推進器噴射口對面加了沉降單元，大大降低了離子束噴射過程中羽流對推進器、外圍線路及真空艙的濺射腐蝕，延長了推進器及真空艙的使用壽命。

附圖說明

附圖1為本發明防羽流腐蝕裝置的結構示意圖；

附圖2為本發明沉降單元的結構示意圖；

附圖3為本發明真空艙的結構示意圖。

附圖標記：1超導磁體，2推進器，22推進器本體，21噴射口，3防護外殼，4導流器，5沉降單元，51沉降本體，52冷卻支管，53保護障板，54固定桿，6真空艙，61艙門。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述：

請參閱附圖1-3，本發明提供的一種用于超導型磁等離子體推進器的防羽流腐蝕裝置，包括位于真空艙6中的超導磁1體、推進器2、防護外殼3、導流器4和沉降單元5；其中，真空艙6的前端設置艙門，推進器位于真空艙61的底部，通常設置在真空艙靠后側艙壁1米處。值得說明的是，離子束是從真空艙內部水平噴射出來的，因此，艙門61設置在真空艙6水平方向的前端，且推進器噴射離子束的方向也是水平經艙門射出。超導磁體包括超導線圈，超導線圈浸泡在超導磁體及低溫組件內部，且超導線圈環繞在推進器的周圍；超導線圈通電后產生軸向磁場梯度的洛倫茲力，為等離子體形成和隨后的加速提供動力，使得電能有效地轉化為等離子體的平動能。