[發明專利]一種大功率霍爾推力器低氣壓放電擊穿抑制組件

有效

• 申請號: 202211533337.X
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN116146443B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 郭寧;王尚民;李沛;耿海;劉超;郭偉龍;吳辰宸;吳先明;何非;岳士超
• 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: 北京元理果知識產權代理事務所(普通合伙) 11938
• 代理人: 饒小平

本發明公開了一種大功率霍爾推力器低氣壓放電擊穿抑制組件，包括底板，底板上面中部設置內磁芯，內磁芯外壁上纏繞內線圈，內磁芯、內線圈頂部設置上極靴，底板外側設置外線圈，外線圈外部設置外極靴，外線圈、外極靴頂部設置外磁極，內線圈與外線圈之間為設有環形凹槽結構的放電通道，放電通道內設置輪輻結構磁屛，輪輻結構磁屛包括外磁屛環、設置在外磁屛環內圈的內磁屛環以及多個將外磁屛環與內磁屛環沿徑向連接固定的輻柄，輻柄上方的內磁屛環外部同軸套設內隔離陶瓷環，輻柄上方的外磁屛環內圈同軸嵌套外隔離陶瓷環。本發明可有效規避霍爾推力器低氣壓放電存在的風險，同時實現了環境等離子體影響的抑制，使得低氣壓放電擊穿得以抑制。

技術領域

本發明涉及航天器推進技術領域，具體為一種大功率霍爾推力器低氣壓放電擊穿抑制組件。

背景技術

大功率霍爾電推進具有大推功比、高比沖、長壽命等優勢，是未來大型空間任務不可或缺的動力技術，美俄等航天強國均高度重視大力發展。較之離子推力器(30mN/kW)、磁等離子體動力推進(10mN/kW)、可變比沖磁等離子體推進(25mN/kW)等電推力器，霍爾推力器推功比最高，達到了45-66mN/kW，是滿足未來任務的首選。

大功率霍爾推力器尺寸較大，50kW的尺寸超過了0.5m，受制于工藝技術和力熱環境的嚴苛要求，陶瓷放電腔室很難做到中小功率霍爾推力器那樣的工程一體化陶瓷放電室，為此，通常采用分段式的陶瓷放電腔，并且放電室不對陽極進行包裹，而是直接落到陽極上，并通過壓環進行固定，形成了大尺寸金屬陶瓷復合放電室，從而形成了諸多的縫隙，這些縫隙在十幾千瓦功率熱載荷作用下，會變得更大，造成了氣體漏氣的潛通路，致使形成了局部低氣壓環境，這樣會使得氣體潛在通路(漏氣)。

同時，由于推力器尺寸大，為獲得放電室穩定放電所需的的磁場強度，需要更大電流和更多匝數的勵磁線圈，更大電流則要求勵磁線更粗，以能夠耐受高電流。從而導致大功率霍爾推力器具有質量和體積非常大，這些勵磁線含有大量粘合劑，這些粘合劑在真空環境中出會出現出氣現象，進一步促成了局部低氣壓的形成。所以亟待解決。

發明內容

因此，本發明為了解決上述技術問題，從而提供一種大功率霍爾推力器低氣壓放電擊穿抑制組件。

本發明的技術方案是：一種大功率霍爾推力器低氣壓放電擊穿抑制組件，包括：底板，所述底板上面中部設置內磁芯，所述內磁芯外壁上纏繞內線圈，所述內磁芯、內線圈頂部設置上極靴，所述底板外側設置外線圈，所述外線圈外部設置外極靴，所述外線圈、外極靴頂部設置外磁極，所述內線圈與外線圈之間為設有環形凹槽結構的放電通道，所述放電通道內設置輪輻結構磁屏，所述輪輻結構磁屏包括外磁屏環、設置在所述外磁屏環內圈的內磁屏環以及多個將所述外磁屏環與內磁屏環沿徑向連接固定的輻柄，所述輻柄上方的所述內磁屏環外部同軸套設內隔離陶瓷環，所述輻柄上方的所述外磁屏環內圈同軸嵌套外隔離陶瓷環，所述內隔離陶瓷環、外隔離陶瓷環頂部設置環形陶瓷纖維紙，所述陶瓷纖維紙上面設置陽極組件，所述底板底面設置推力器外殼，所述推力器外殼上端與所述底板四周密封連接固定，所述推力器外殼下端開設抽氣口，所述抽氣口沿軸向設置多道金屬網，多道金屬網通過金屬壓板固定在所述推力器外殼上。

上述技術方案中，每個所述輻柄中部均沿軸線方向均設置朝上的沉頭通孔，每個所述沉頭通孔上方正對的所述陶瓷纖維紙上設置貫通孔，螺栓從下至上依次穿過所述沉頭通孔、貫通孔后與所述陽極組件底部對應位置開設的螺紋孔螺紋連接固定。

上述技術方案中，所述陽極組件向著輪輻結構磁屏側噴涂絕緣陶瓷。

上述技術方案中，所述輻柄為長條板。

上述技術方案中，所述上極靴外圈邊緣沿圓周方向開設多個軸向排氣孔一；所述外極靴沿圓周方向開設多個徑向排氣孔二。