[發明專利]一種離子推力器柵極絕緣引針安裝方法

在審

• 申請號: 202011240844.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112525088A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 顧左;李賀;劉超;史楷;李興坤;郭偉龍;楊福全
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;G01B9/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了一種離子推力器柵極絕緣引針安裝方法，在所述柵極組件沿徑向方向上安裝5組引針，每組引針包括3個引針，分別固定安裝于屏柵孔徑、加速柵孔徑及減速柵孔徑內；其中，安裝于屏柵孔徑的引針貫穿加速柵孔徑和減速柵孔徑，并突出減速柵所在平面，安裝于加速柵孔徑的引針貫穿減速柵孔徑，并突出減速柵所在平面，安裝于減速柵孔徑的引針突出減速柵所在平面；所述引針為圓柱結構，對安裝引針的柵極孔進行倒角，將墊圈套接在引針上，并通過外力將墊圈壓緊于加工有倒角的柵極孔內實現引針的固定；本發明能夠解決離子推力器同時多點在線測量柵極間距時引針的安裝問題。

技術領域

本發明屬于航天空間電推進的技術領域，具體涉及一種離子推力器柵極絕緣引針安裝方法。

背景技術

對于高性能、高可靠、長壽命應用的離子推力器產品，柵極組件是影響離子推力器工作性能、可靠性和壽命的關鍵組件，屬于精密離子光學組件，其主要功能是在高電壓條件下對推力器內部產生的等離子體進行聚焦、加速和引出，最終形成離子束流進而產生推力。因此柵極組件的關鍵尺寸的設計和測量是推力器研制的核心內容，其中柵間距的大小直接影響等離子體束流的大小和穩定性，進而影響到離子推力器的推力、比沖等關鍵性能參數。因此，測量柵極組件柵間距的大小對于評價推力器性能的一致性和穩定性十分關鍵。在離子光學系統裝配時會嚴格控制柵間距的數值(冷態柵間距)，因為該值會直接影響離子光學系統的性能參數，例如導流系數(即束流引出能力)、加速電壓和使用壽命等。

實際工作中，受到高溫、磁場、電場、等離子轟擊等多物理場的環境影響，實際的柵極會在不同的位置上產生形變，這會導致整個柵極的間距保持不均勻，柵極間距變小的地方會導致打火增加，柵極間距變大的地方會導致束流引出不對準，造成等離子體轟擊柵極表面，大幅減降低柵極壽命，因此選擇并在工作過程中保持穩定的柵極間距成為了離子推力器保證可靠性和壽命的最為重要的工藝參數之一。

現通過陰影法在線測量引針變化量確定熱態柵間距變化情況，引針的安裝方式直接影響試驗能否正常進行，因此，需要獲取一種有效的引針安裝方法。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種離子推力器柵極絕緣引針安裝方法，能夠解決離子推力器同時多點在線測量柵極間距時引針的安裝問題。

實現本發明的技術方案如下：

一種離子推力器柵極絕緣引針安裝方法，所述離子推力器包括離子光學系統，所述離子光學系統由三個柵極組成，柵極間距變化量即是通過測量安裝在柵極組件上的引針突出柵極的長度變化量獲得，所述引針的安裝方法為：

在所述柵極組件沿徑向方向上安裝5組引針，每組引針包括3個引針，分別固定安裝于屏柵孔徑、加速柵孔徑及減速柵孔徑內；其中，安裝于屏柵孔徑的引針貫穿加速柵孔徑和減速柵孔徑，并突出減速柵所在平面，安裝于加速柵孔徑的引針貫穿減速柵孔徑，并突出減速柵所在平面，安裝于減速柵孔徑的引針突出減速柵所在平面；

所述引針為圓柱結構，對安裝引針的柵極孔進行倒角，將墊圈套接在引針上，并通過外力將墊圈壓緊于加工有倒角的柵極孔內實現引針的固定。

進一步地，所述引針為氧化鋁(Al2O3)絕緣材料。

進一步地，所述墊圈為耐濺射石墨材料。

進一步地，柵極的厚度為0.4～0.5mm，屏柵和加速柵極間距為0.9±0.05mm，加速柵和減速柵極間距為0.8±0.05mm。

進一步地，所述墊圈高度為柵極厚度的1.5倍。

有益效果：