[發明專利]一種電推進試驗防羽流濺射系統

在審

• 申請號: 202211002136.7
• 申請日: 2022-08-21
• 公開（公告）號: CN115556972A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 翁警濤;徐華勒;楊川;姜曉源;孔宏偉;張小偉;何靜鋒;何吉賢
• 申請（專利權）人: 杭州航驗環境技術有限公司
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00;G01R1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的一種電推進試驗防羽流濺射系統，置于真空容器內，其特征在于：至少包括正面束流擋靶、周面防濺射屏以及暗區束流擋靶，三者所圍成的腔體近似封閉，并與真空容器形成夾層，而電推進器位于所述腔體中；所述正面束流擋靶布置在電推進器前側，暗區束流擋靶布置在電推進器后側，而周面防濺射屏呈圓筒型，位于正面束流擋靶、暗區束流擋靶之間。以此，電推進器產生的高能離子所形成的羽流主要沖擊在正面束流擋靶上，消耗了大部分高能離子的能量，但仍有部分高能離子被反射至周面防濺射屏上，經由周面防濺射屏的緩沖作用，進一步削弱了高能離子的能量，暗區束流擋靶則基本將剩余的高能離子能量吸收殆盡，有效保護真空容器內的設備。

技術領域

本發明屬于電推進系統地面試驗技術領域，具體涉及一種電推進試驗防羽流濺射系統。

背景技術

目前，世界各國研制開發了多種用于航天器姿態控制和軌道推進的電推進系統，廣泛應用于高軌道航天器的軌道保持和深空探測等任務。電推進器在試驗容器內部工作時，其產生的高能離子(如氙離子、氪離子等惰性氣體離子)形成羽流，并對真空容器及其內部其他設備產生濺射侵蝕，嚴重影響設備的使用壽命及試驗效果。當前，利用束流擋靶來降低高能離子的沖擊是比較有效的防護措施。由于石墨具有相對較低的濺射率，因而，常在靶面包覆高純度石墨，這種技術的缺點是束流擋靶價格昂貴。另外，現有束流擋靶往往布置在真空容器中間位置，位于電推進器正前方，不僅浪費容器空間，還有部分高能離子經反射后仍會沖擊到其他設備(包括電推進器、低溫泵等)，影響設備的工況。因此，開發一種性價比較高的電推進試驗防羽流濺射系統，對真空容器及其內部其他設備進行有效防護，仍是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種電推進試驗防羽流濺射系統，對真空容器及其內部其他設備進行有效防護，結構緊湊。

為避免概念混亂，現對羽流、高能離子、惰性氣體離子進行解釋，電推進器通過電離方式，將惰性氣體電離，并將惰性氣體離子噴射出去，使得電推進器產生推力，噴射出去的惰性氣體離子即為高能離子，高能離子流即為羽流。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種電推進試驗防羽流濺射系統，置于真空容器內，其特征在于：至少包括正面束流擋靶、周面防濺射屏以及暗區束流擋靶，三者所圍成的腔體接近于封閉，并與真空容器形成夾層；而電推進器位于所述腔體中，也就是說，所述電推進試驗防羽流系統以接近于全包圍形式布置在電推進器的周邊；所述正面束流擋靶布置在電推進器前側，并與大門熱沉相聯接，其由第一鈦材折板、第一支架螺接而成，暗區束流擋靶布置在電推進器后側；所述周面防濺射屏呈圓筒型，位于正面束流擋靶、暗區束流擋靶之間，固定在真空容器內壁上；所述夾層包括前區夾層、中區夾層以及后區夾層，前區夾層位于正面束流擋靶與真空容器壁之間，中區夾層位于周面防濺射屏與真空容器壁之間，后區夾層位于暗區束流擋靶與真空容器壁之間。以此，電推進器產生的高能離子所形成的羽流主要沖擊在正面束流擋靶上，并在第一鈦材折板上進行反射作用，消耗了大部分高能離子的能量，但仍有部分高能離子被反射至周面防濺射屏上，經由周面防濺射屏的緩沖作用，進一步削弱了高能離子的能量，暗區束流擋靶則基本將剩余的高能離子能量吸收殆盡，這既有效保護了夾層中的熱沉、冷板等設備，也保護了電推進試驗防羽流濺射系統內部的設備(比如電推進器等)。

作為優選，所述電推進試驗防羽流濺射系統還具備低溫泵；所述低溫泵至少包括冷板以及冷頭，并且冷板位于后區夾層中。原因在于該處惰性氣體離子(即高能離子)能量較低，而所述冷板用于吸附惰性氣體離子，保證真空容器的真空度，有嚴格的控溫要求，若惰性氣體離子具備較高能量，則將對冷板控溫造成擾動，容易引起系統的不穩定。

作為優選，所述正面束流擋靶呈圓盤形，第一支架至少包括正面鈦板、第一骨架以及第一安裝板；所述第一骨架由骨架主體、鈦板固定板相互焊接而成；所述骨架主體由骨架前板、骨架側板、骨架后板以及圓鋼管焊接而成，骨架前板與骨架后板為中空不銹鋼圓板，骨架側板為不銹鋼板卷制而成的圓筒；所述正面鈦板為中空圓板，厚度不超過2MM，固定聯接在骨架前板上。