[發明專利]一種推進劑供給模塊及推力器起弧方法

在審

• 申請號: 202110759417.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113357112A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 胡竟;耿海;郭寧;張天平;羅衛東;江豪成
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 呂曉蓉

本申請涉及航天推進技術領域，具體而言，涉及一種推進劑供給模塊及推力器起弧方法，包括陽極流量供給支路和陽極電源系統，陽極流量供給支路用于向推力器陽極供氣，陽極電源系統用于向推力器陽極供電。本發明采用永磁體疊加線圈的勵磁組件，通過電壓和電流的設定，可靈活調節磁場感應強度，以適應不同材質和直徑鋼絲繩的勵磁需求和檢測深度需求。本發明通過調節推力器陽極供氣模式，改進陽極電源系統配電方式，在不大幅度增加衛星電推進系統貯供單元和電源處理單元重量的情況下，實現了永磁霍爾推力器在強磁場狀態下快速、可靠點火，提高了永磁霍爾推力器的點火成功率，有效推動了永磁霍爾推力器工程化研制。

技術領域

本申請涉及航天推進技術領域，具體而言，涉及一種推進劑供給模塊及推力器起弧方法。

背景技術

傳統霍爾推力器普遍采用電磁鐵提供磁場，通過調節衛星加電次序，在推力器放電通道形成磁場之前先行構建電場，以確保陰極發射的電子在電場力作用下能夠順利進入放電通道并與陽極周圍的推進劑原子碰撞并電離，進而為后續電離所產生的正離子被引出并產生反作用推力奠定基礎。

但隨著衛星逐漸向小型化、集約化方向發展，整星功率出現大幅下降，其提供給霍爾推力器的功率額度與所需的推力、比沖等推力器關鍵性能之間存在巨大的不匹配性。

基于此，永磁霍爾推力器應運而生，利用永磁鐵為推力器提供磁場，可有效減少電磁體的功耗，節約整機功率，但由此產生的問題是推力器磁場屬于穩態場，在永磁體的強磁場狀態下，磁場長期作用于推力器放電通道，陰極發射的電子受磁場洛倫茲力作用，無法到達陽極并電離推進劑，使得推力器正常起弧存在極大困難。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種推進劑供給模塊及推力器起弧方法，通過調節推力器陽極供氣模式，改進陽極電源系統配電方式，實現了永磁霍爾推力器在強磁場狀態下快速、可靠點火，提高了永磁霍爾推力器的點火成功率。

為了實現上述目的，本申請提供了一種推進劑供給模塊，包括陽極流量供給支路和陽極電源系統，陽極流量供給支路用于向推力器陽極供氣，陽極電源系統用于向推力器陽極供電。

進一步的，陽極流量供給支路包括第一電磁閥、快速點火支路以及正常工作支路，快速點火支路與正常工作支路通過供氣管路并聯，并聯管路的一端與第一電磁閥連接，另一端與推力器陽極連接。

進一步的，快速點火支路包括通過供氣管路連接的第二電磁閥和限流節流器。

進一步的，正常工作支路上設置有陽極熱節流器。

進一步的，陽極電源系統包括陽極電源、二極管以及陽極點火電源，其中：陽極電源與二極管串聯，二極管的正極與陽極電源的正極連接；陽極點火電源與上述串聯電路并聯，陽極點火電源的正極與二極管的負極連接，陽極點火電源的負極與陽極電源的負極連接。

此外，本申請還提供了一種應用推進劑供給模塊的電推進系統推力器的起弧方法，包括如下步驟：步驟1：完成陰極點火，開啟第一電磁閥和第二電磁閥，通過限流節流器和陽極熱節流器同時向推力器的陽極供氣；步驟2：開啟陽極電源系統中的陽極電源和陽極點火電源，使陽極電流大于等于正常工作電流數值的10％，穩定1S以上；步驟3：關閉陽極電源系統中的陽極點火電源和第二電磁閥，完成推力器引束流起弧。

本發明提供的一種推進劑供給模塊及推力器起弧方法，具有以下有益效果：

本發明在傳統霍爾電推進系統供氣、供電系統的基礎上，通過調節推力器陽極供氣模式，改進陽極電源系統配電方式，在不大幅度增加衛星電推進系統貯供單元和電源處理單元重量的情況下，實現了永磁霍爾推力器在強磁場狀態下快速、可靠點火，提高了永磁霍爾推力器的點火成功率，有效推動了永磁霍爾推力器工程化研制。

附圖說明