模块化的多级会切磁场等离子体推力器制造技术

模块化的多级会切磁场等离子体推力器，涉及一种等离子体推力器，本发明专利技术为解决现有推力器结构复杂，成本昂贵，推力器尺寸不能针对不同的磁场位形调节，推力器限制磁场位形变化的问题。本发明专利技术包括螺栓连接板、多个模块化永磁铁、多个连接铝环、多个调节连接铝环、多个定位铝环、多个环形散热锥、多个导磁环、多个配合环、阳极通气器、陶瓷套筒、散热器、定位传热筒、支撑板、陶瓷盖板和阳极定位板；所述散热器从轴筒处向外辐射出多个散热支板；所述陶瓷套筒12为圆筒形腔体；模块化永磁铁为圆环形结构，多个模块化永磁铁沿连接铝环的轴向同轴叠加，两端分别固定一个螺栓连接板；每相邻的两个模块化永磁铁4的充磁方向相反。本发明专利技术用于推力器中。

A modular multistage magnetic field plasma thruster

Multi cusped magnetic field plasma thruster module, relates to a plasma thruster, the invention solves the problem that the existing thruster structure is complex, the cost is expensive, not for different size thruster magnetic configuration adjustment, thrust restrictions magnetic configuration change problem. The invention comprises a bolt connecting plate, a plurality of modular permanent magnet, a plurality of connecting aluminum ring, a plurality of adjustment ring, a plurality of positioning connecting aluminum aluminum ring, a plurality of annular radiating cone, a magnetic ring, a ring, with the anode ventilator, ceramic sleeve, radiator, heat transfer tube positioning and support the ceramic plate, the cover plate and the anode plate; the radiator from the shaft tube radiating out of a plurality of radiating plate; the ceramic sleeve 12 is cylindrical cavity; modular permanent magnet is a circular structure, a plurality of modular permanent magnet along the axis of the coaxial superposition of connecting aluminum ring, both ends are respectively fixed with a bolt connection plate; 4 magnetizing direction two modular adjacent permanent magnets instead. The invention is used in a thruster.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种等离子体推力器。
技术介绍
多级会切磁场等离子体推力器是以霍尔推力器为基础的目前国际涌现出的一类新型电推进概念。推力器放电通道壁面一般由陶瓷组成，由多级永磁铁包围，相邻的两个永磁铁极性相反。在通道的上游布置了阳极。工质通过供气管路喷入放电通道。在推力器出口外，安置了空心阴极，用于电离中性气体并中和通道喷出的离子。除磁尖端以外的大部分区域，磁场主要为平行于壁面，电子很难横越磁场与壁面接触；在磁尖端，电子由径向磁场产生的磁镜效应被有效地阻碍，避免与壁面的碰撞。因此在会切磁场的作用下电子被束缚沿磁力线做螺旋线运动，电子在两个磁尖端的高速往复运动增强了电离氙原子的能力。在此过程中电子会通过碰撞产生传导向阳极运动，并进入上一级，那里有更高的电压和氙原子密度。最终电子到达阳极，以形成放电回路。由电子电离氙原子产生的离子在轴向电场的作用下加速喷出，以产生推力。通过这种多级设计，提高了推力器的电离率，并且使加速区和电离区分离，从而提高了效率。多级会切磁场等离子体推力器所采用的会切磁场位型能够最大限度地约束等离子体，避免等离子体对壁面的溅射侵蚀，保证了推力器具有很长的寿命。现在多级会切磁场等离子体推进器的在提高电离率，控制等离子体加速方向，减小羽流发散角方面都是通过调节不同磁场位形从而改变通道内电子的运动和分布来实现，因此磁场位形是影响多级会切磁场等离子体推力器的电离率、推力、比冲、羽流发散角等性能参数的关键因素。由于通道内电子，氙原子和等离子体之间在电磁场的作用下进行的变化和运动等物理过程十分复杂，因此国际上尚未得到磁场对发动机性能参数影响的定量关系，因此需要针对不同的磁场位形做大量实验分析影响规律。在研究磁场位形对发动机工作状态的影响过程中，发动机的结构需要根据永磁铁组合的尺寸做到方便可调，同时尽量减化结构和减轻重量。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有推力器结构复杂、成本昂贵，推力器的尺寸不能针对不同的磁场位形调节，推力器限制磁场位形变化的问题，提供了一种模块化的多级会切磁场等离子体推力器。本专利技术所述模块化的多级会切磁场等离子体推力器，它包括两个螺栓连接板、多个模块化永磁铁、多个连接铝环、多个调节连接铝环、多个定位铝环、多个环形散热锥、多个导磁环、多个配合环、阳极通气器、陶瓷套筒、散热器、定位传热筒、支撑板、陶瓷盖板和阳极定位板；模块化永磁铁为圆环形结构，多个模块化永磁铁沿连接铝环的轴向同轴叠加，两端分别固定一个螺栓连接板；模块化永磁铁的外径与定位铝环的内环面相配合，定位铝环的厚度与模块化永磁铁的厚度相同；定位铝环的外环面与连接铝环的内环面相配合，连接铝环上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；连接铝环的厚度与模块化永磁铁的厚度相同；定位铝环的外环面与调节连接铝环的内环面相配合，调节连接铝环上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；调节连接铝环的厚度为模块化永磁铁厚度的1/4；调节连接铝环与连接铝环交替排列连接，调节连接铝环上的六个通孔与连接铝环上的六个通孔一一对应，同轴心配合；两个螺栓连接板均为圆环形，顶部的螺栓连接板紧靠在连接铝环的上端圆面上，底部的螺栓连接板紧靠在连接铝环的下端圆面上；螺栓连接板的大半径上设有六个环向均匀排列的通孔，每个大半径通孔的尺寸和位置均与连接铝环上的通孔相同，且六个大半径通孔与连接铝环上的六个通孔一一对应，同轴心配合；螺栓连接板的小半径上设有六个环向均匀排列的螺纹孔，顶部的螺栓连接板的螺纹孔用于与陶瓷盖板上的通孔配合，底部的螺栓连接板的螺纹孔用于与支撑板上的通孔配合；环形散热锥与连接铝环的内径相等，环形散热锥的内径与定位铝环的外环面相配合，且下端面与连接铝环的上端面相配合，上端面与顶部的螺栓连接板下端面相配合；环形散热锥上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同，环形散热锥上每个通孔与连接铝环上的每个通孔一一对应，同轴心配合；环形散热锥的厚度与模块化永磁铁的厚度相同；陶瓷盖板为平面过渡圆锥形，平面上设有三个通孔，三个通孔分别与顶部螺栓连接板螺纹孔中的三个配合；陶瓷套筒镶嵌在模块化永磁铁圆环的内部，陶瓷套筒穿过两个螺栓连接板的中心孔，顶部紧靠陶瓷盖板，底部与阳极通气器配合；导磁环和配合环均夹装在两个模块化永磁铁之间，导磁环的内径与陶瓷套筒的外径配合，导磁环的外径与配合环的内径配合，配合环的外径与连接铝环的内径配合；散热器的前端面和后端面上均设有三个螺纹孔，前端面的三个螺纹孔与支撑板通过螺栓连接配合，后端面的三个螺纹孔与阳极定位板通过螺栓连接配合；定位传热筒的外径与散热器的内径相配合，定位传热筒的前端面上设有三个螺纹孔，通过螺栓与阳极配合连接，定位传热筒的后端面上设有三个螺纹孔，通过螺栓与阳极定位板连接。本专利技术的有益效果是：通过改变模块化永磁铁的结构，从而产生多种不同的磁场位形，对不同磁场位形下的同一推力器进行实验，可以探究不同磁场分布对推力器性能参数的影响规律，推力器性能参数包括电离率、等离子体加速方向、羽流区参数等，且本专利技术的推力器的尺寸能够针对不同的磁场进行位形调节，在探究磁场分布对推力器性能参数影响规律的实验过程中节约大量永磁铁材料和陶瓷材料，外壳设计充分考虑了模块化的设计思路，结构简单可靠，便于调节，相比生产多种不同尺寸外壳节约了大量材料加工成本，大幅度降低了成本。附图说明图1是本专利技术所述模块化的多级会切磁场等离子体推力器的装配剖面示意图；图2和图3是本专利技术所述模块化的多级会切磁场等离子体推力器的装配外形示意图；图4是本专利技术所述螺栓连接板的外形示意图；图5是本专利技术所述多个模块化永磁铁配合外形示意图；图6是本专利技术所述连接铝环的外形示意图；图7是本专利技术所述调节连接铝环的外形示意图；图8是本专利技术所述定位铝环的外形示意图；图9是本专利技术所述环形散热锥的外形示意图；图10是本专利技术所述导磁环的外形示意图；图11是本专利技术所述配合环的外形示意图；图12是本专利技术所述阳极通气器的外形示意图；图13是本专利技术所述陶瓷套筒的外形示意图；图14是本专利技术所述太阳花散热器的外形示意图；图15是本专利技术所述定位传热筒的外形示意图；图16是本专利技术所述支撑板的外形示意图；图17是本专利技术所述陶瓷盖板的外形示意图；图18是本专利技术所述阳极定位板的外形示意图。具体实施方式具体实施方式一：下面结合图1-图17说明本实施方式，本实施方式所述模块化的多级会切磁场等离子体推力器，它包括两个螺栓连接板3、多本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化的多级会切磁场等离子体推力器，其特征在于，它包括两个螺栓连接板（3）、多个模块化永磁铁（4）、多个连接铝环（5）、多个调节连接铝环（6）、多个定位铝环（7）、多个环形散热锥（8）、多个导磁环（9）、多个配合环（10）、阳极通气器（11）、陶瓷套筒（12）、散热器（13）、定位传热筒（14）、支撑板（15）、陶瓷盖板（16）和阳极定位板（17）；模块化永磁铁（4）为圆环形结构，多个模块化永磁铁（4）沿连接铝环（5）的轴向同轴叠加，两端分别固定一个螺栓连接板（3）；模块化永磁铁（4）的外径与定位铝环（7）的内环面相配合，定位铝环（7）的厚度与模块化永磁铁（4）的厚度相同；定位铝环（7）的外环面与连接铝环（5）的内环面相配合，连接铝环（5）上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；连接铝环（5）的厚度与模块化永磁铁（4）的厚度相同；定位铝环（7）的外环面与调节连接铝环（6）的内环面相配合，调节连接铝环（6）上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；调节连接铝环（6）的厚度为模块化永磁铁（4）厚度的1/4；调节连接铝环（6）与连接铝环（5）交替排列连接，调节连接铝环（6）上的六个通孔与连接铝环（5）上的六个通孔一一对应，同轴心配合；两个螺栓连接板（3）均为圆环形，顶部的螺栓连接板（3）紧靠在连接铝环（5）的上端圆面上，底部的螺栓连接板（3）紧靠在连接铝环（5）的下端圆面上；螺栓连接板（3）的大半径上设有六个环向均匀排列的通孔，每个大半径通孔的尺寸和位置均与连接铝环（5）上的通孔相同，且六个大半径通孔与连接铝环（5）上的六个通孔一一对应，同轴心配合；螺栓连接板（3）的小半径上设有六个环向均匀排列的螺纹孔，顶部的螺栓连接板（3）的螺纹孔用于与陶瓷盖板（16）上的通孔配合，底部的螺栓连接板（3）的螺纹孔用于与支撑板（15）上的通孔配合；环形散热锥（8）与连接铝环（5）的内径相等，环形散热锥（8）的内径与定位铝环（7）的外环面相配合，且下端面与连接铝环（5）的上端面相配合，上端面与顶部的螺栓连接板（3）下端面相配合；环形散热锥（8）上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同，环形散热锥（8）上每个通孔与连接铝环（5）上的每个通孔一一对应，同轴心配合；环形散热锥（8）的厚度与模块化永磁铁（4）的厚度相同；陶瓷盖板（16）为平面过渡圆锥形，平面上设有三个通孔，三个通孔分别与顶部螺栓连接板（3）螺纹孔中的三个配合；陶瓷套筒（12）镶嵌在模块化永磁铁（4）圆环的内部，陶瓷套筒（12）穿过两个螺栓连接板（3）的中心孔，顶部紧靠陶瓷盖板（16），底部与阳极通气器（11）配合；导磁环（9）和配合环（10）均夹装在两个模块化永磁铁（4）之间，导磁环（9）的内径与陶瓷套筒（12）的外径配合，导磁环（9）的外径与配合环（10）的内径配合，配合环（10）的外径与连接铝环（5）的内径配合；散热器（13）的前端面和后端面上均设有三个螺纹孔，前端面的三个螺纹孔与支撑板（15）通过螺栓连接配合，后端面的三个螺纹孔与阳极定位板（17）通过螺栓连接配合；定位传热筒（14）的外径与散热器（13）的内径相配合，定位传热筒（14）的前端面上设有三个螺纹孔，通过螺栓与阳极配合连接，定位传热筒（14）的后端面上设有三个螺纹孔，通过螺栓与阳极定位板（17）连接。...

【技术特征摘要】
1.模块化的多级会切磁场等离子体推力器，其特征在于，它包括两个螺栓连接板（3）、
多个模块化永磁铁（4）、多个连接铝环（5）、多个调节连接铝环（6）、多个定位铝环（7）、
多个环形散热锥（8）、多个导磁环（9）、多个配合环（10）、阳极通气器（11）、陶瓷套筒
（12）、散热器（13）、定位传热筒（14）、支撑板（15）、陶瓷盖板（16）和阳极定位板（17）；
模块化永磁铁（4）为圆环形结构，多个模块化永磁铁（4）沿连接铝环（5）的轴向同
轴叠加，两端分别固定一个螺栓连接板（3）；
模块化永磁铁（4）的外径与定位铝环（7）的内环面相配合，定位铝环（7）的厚度与
模块化永磁铁（4）的厚度相同；
定位铝环（7）的外环面与连接铝环（5）的内环面相配合，连接铝环（5）上设有六个
环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；连接铝环（5）的厚度与模块化永磁铁（4）
的厚度相同；
定位铝环（7）的外环面与调节连接铝环（6）的内环面相配合，调节连接铝环（6）上
设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸相同；调节连接铝环（6）的厚度为模块化
永磁铁（4）厚度的1/4；
调节连接铝环（6）与连接铝环（5）交替排列连接，调节连接铝环（6）上的六个通孔
与连接铝环（5）上的六个通孔一一对应，同轴心配合；
两个螺栓连接板（3）均为圆环形，顶部的螺栓连接板（3）紧靠在连接铝环（5）的上
端圆面上，底部的螺栓连接板（3）紧靠在连接铝环（5）的下端圆面上；螺栓连接板（3）
的大半径上设有六个环向均匀排列的通孔，每个大半径通孔的尺寸和位置均与连接铝环（5）
上的通孔相同，且六个大半径通孔与连接铝环（5）上的六个通孔一一对应，同轴心配合；
螺栓连接板（3）的小半径上设有六个环向均匀排列的螺纹孔，顶部的螺栓连接板（3）的
螺纹孔用于与陶瓷盖板（16）上的通孔配合，底部的螺栓连接板（3）的螺纹孔用于与支撑
板（15）上的通孔配合；
环形散热锥（8）与连接铝环（5）的内径相等，环形散热锥（8）的内径与定位铝环（7）
的外环面相配合，且下端面与连接铝环（5）的上端面相配合，上端面与顶部的螺栓连接板
（3）下端面相配合；环形散热锥（8）上设有六个环向均匀排列的通孔，每个通孔的尺寸
相同，环形散热锥（8）上每个通孔与连接铝环（5）上的每个通孔一一对应，同轴心配合；
环形散热锥（8）的厚度与模块化永磁铁（4）的厚度相同；
陶瓷盖板（16）为平面过渡圆锥形，平面上设有三个通孔，三个通孔分别与顶部螺栓
连接板（3）螺纹孔中的三个配合；
陶瓷套筒（12）镶嵌在模块化永磁铁（4）圆环的内部，陶瓷套筒（12）穿过两个螺栓
连接板（3）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，马成毓，苏宏博，陈蓬勃，孙国顺，赵隐剑，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23