推进器格栅清洁电路和清洁推进器格栅的方法技术

本发明专利技术公开了推进器格栅清洁电路和清洁推进器格栅的方法。示例装置包括以第一电压对格栅施加第一能量的低压格栅清洁电路，以及检测施加的能量清除格栅的短路状况的故障并以高于第一电压的第二电压对格栅施加第二能量的高压格栅清洁电路。

【技术实现步骤摘要】
推进器格栅清洁电路和清洁推进器格栅的方法

技术介绍
离子推进器目前用于一些通信卫星的航天器控制。一些现有系统通过离子化氙气并跨越两个或三个充电钼格栅将其加速而工作。随着离子穿过这些格栅，小量钼溅出并沉积在下游格栅上。随着时间推移，这些沉积物可以增长大到足以剥落并引起格栅之间的短路，从而使推进器关机。当这种情况出现时，推进器必须关闭，从而格栅可以被清洁以消除短路。采用格栅清洁电路通过短路施加能量，导致材料被烧掉。图1是离子推进器内污染的离子推进格栅的示意图。当推进器运行时，离子化气体102跨越两个或多个充电格栅104被加速。然而，沉积物可以集聚在格栅104上，直到在一点产生短路106，这降低或消除推进器的有效性。现有技术的格栅清洁电路采用联接电压源108（例如，航天器总线电压）的降压电阻器110清洁格栅104。电压源108施加于（通过降压电阻器110）短路的格栅104。然而，仍存在其它格栅清洁处理和格栅清洁电路的需要，以提供对现有技术系统的改进和提供额外益处或优势，例如，降低工作或维护成本，增加推进器服务寿命，增加格栅服务寿命，降低能量需求，例如，用于清除格栅，但是仍有效地降低或消除格栅表面或格栅系统上的污染物。
技术实现思路
公开的示例装置包括以第一电压将第一能量施加于格栅的低压格栅清洁电路和以高于第一电压的第二电压将第二能量施加于格栅的高压格栅清洁电路。公开的示例方法包括检测包含对格栅施加第一电压的第一格栅清洁处理，和将具有高于第一电压的第二电压的第二格栅清洁处理施加于格栅。公开的离子推进系统包括第一推进器格栅，联接基准点的第二推进器格栅，用于通过以第一电压施加第一能量清除在第一推进器格栅和第二推进器格栅之间的短路状况的低压格栅清洁电路，以及用于检测第一能量清除短路状况的故障并响应检测而以高于第一电压的第二电压将第二能量施加于格栅的高压格栅清洁电路。本专利技术包含可以包括以第一电压将第一能量施加于格栅的低压格栅清洁电路和以高于第一电压的第二电压将第二能量施加于格栅的高压格栅清洁电路的装置。格栅可以包括离子推进系统推进器格栅。高压格栅清洁电路可以用于通过测量在低压格栅清洁电路中的第一节点电压；和比较该第一节点电压和阈值来检测在格栅中的短路状况。高压格栅清洁电路可以用于通过在不同于第一节电电压的节点测量低压格栅清洁电路中的第二节点电压；和比较在第二节点电压和第一节点电压之差与阈值来检测用于清除格栅的短路状况的第一能量的故障，并且响应检测到该故障，高压格栅清洁电路施加第二能量。高压格栅清洁电路可以用于检测低压格栅清洁电路正在将第一能量施加于格栅：和响应检测到低压格栅清洁电路正在施加第一能量而停止施加第二能量。高压格栅清洁电路可以用于通过检测在低压格栅清洁电路中的压降来检测低压格栅清洁电路正在施加第一能量。第二电压可以用于引起在格栅和第二格栅之间的电弧。在第一电压的第一能量不足以引起在格栅和第二格栅之间的电弧。本专利技术可以包含一方法，其包括检测包含对格栅施加第一电压的第一格栅清洁处理，和将具有高于第一电压的第二电压的第二格栅清洁处理施加于格栅。检测第一格栅清洁处理可以包括测量在第一节点的第一节点电压。该方法还可以包括测量在第二节点的第二节点电压；比较第二节点电压和第一节点电压之差与阈值；以及基于比较来检测第一格栅清洁处理清除在格栅中的状况的故障，其中响应检测到该故障而施加第二格栅清洁处理。第二格栅清洁处理可以包括以第二电压处将能量施加于格栅，引起在格栅和第二格栅之间的电弧。格栅可以包括离子推进系统推进器格栅。该方法还可以包括，检测当施加第二格栅清洁处理时通过第一格栅清洁处理正在施加的电流；和响应检测到该电流而停止第二格栅清洁处理。此外，该方法可以包括当停止第二格栅清洁处理时检测电流已经停止；和重新施加第二格栅清洁处理。当施加第一格栅清洁处理时可以执行施加第二格栅清洁处理。本专利技术可以包含包括第一推进器格栅，联接基准点的第二推进器格栅，用于通过以第一电压施加第一能量清除在第一推进器格栅和第二推进器格栅之间的短路状况的低压格栅清洁电路，以及用于检测第一能量清除短路状况的故障和响应检测而以高于第一电压的第二电压将第二能量施加于格栅的高压格栅清洁电路的系统。高压格栅清洁电路可以用于测量低压格栅清洁电路的第一节点电压，从而检测短路状况。高压格栅清洁电路可以用于测量低压格栅清洁电路的第二节点电压，以及比较第二节点电压和第一节点电压从而检测故障。高压格栅清洁电路可以用于施加第二电压，引起在第一推进器格栅和第二推进器格栅之间的电弧。已经讨论的特征、功能、和优势可以在不同的实施例中独立地实现，或可以在其他实施例中组合起来实现，参考下面的说明书和附图将理解进一步的细节。附图说明图1是离子推进器内污染的离子推进格栅的示意图。图2是包括格栅清洁电路的示例离子推进系统的方框图。图3是图2的示例格栅清洁电路的更详细的示意图。图4是用于清除推进器格栅短路状况的示例方法的流程图。图5是平台生产和服务方法的流程图。图6是平台的方框图。具体实施方式以下公开示例离子推进系统，推进器格栅清洁电路和用于清洁推进器格栅的方法。与当前的格栅清洁电路相比，示例离子推进系统、推进器格栅清洁电路、和用于清洁推进器格栅的方法能够清除由推进器格栅上的沉积物引起的更广范围的短路状况。例如，某些类型的短路状况出现在相对高的电压，但是不出现在过去用于清除短路状况的较低电压。在某些示例中，离子推进系统包括低压格栅清洁电路和高压格栅清洁电路。示例低压格栅清洁电路能够以较低压（例如，100V）施加更高的电流来移除引起在推进器格栅中的短路的沉积物。高压格栅清洁电路施加高压信号启动电弧，其能够使低压格栅清洁电路施加更高电流来清除沉积物。在某些示例中，高压格栅清洁电路监控低压格栅清洁电路来确定低压格栅清洁处理在清除（例如，消除）短路状况时是否有效。如果高压格栅清洁电路确定低压格栅清洁处理不清除短路状况，那么高压格栅清洁电路将高压格栅清洁处理施加于推进器格栅。在某些示例中，高压格栅清洁处理包括将充分更高的电压（例如，1000V）施加于推进器格栅。高压格栅清洁处理可以引起电弧出现在电联接低压格栅清洁电路的第一格栅和电联接基准点的第二格栅之间。在某些示例中，在格栅之间的感应电弧出现在定位在各个格栅上的沉积物之间。感应电弧产生在第一格栅和第二格栅之间（例如，在沉积物之间）的低电阻等离子体路径。低电阻路径能够使低压格栅清洁处理通过沉积物引导更高电流，因而能够使低压格栅清洁电路清除沉积物（例如，清除短路状况）。在某些示例中，利用低压格栅清洁处理和高压格栅清洁处理可以为在离子推进推进器中的任何对相邻推进器格栅清除短路状况。在示例中，离子推进推进器包括三个推进器格栅，其中中心的推进器格栅定位在另外两个格栅之间，因此邻近另外两个格栅。出现在中心格栅和外部格栅的第一格栅之间的短路可以通过将低压格栅清洁处理（例如，通过低压格栅清洁电路）和高压格栅清洁处理（例如，通过高压格栅清洁电路）施加于中心格栅同时将第一外部格栅连接基准点和/或通过将低压格栅清洁处理和高压格栅清洁处理施加于第一外部格栅同时将中心格栅连接基准点来清除。相似地，在中心格栅和外部格栅的第二格栅之间的短路可以通过将低压格栅清洁处理和高压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.10.18 US 13/655,1381.一种装置，包括：以第一电压对格栅施加第一能量的低压格栅清洁电路；和以高于所述第一电压的第二电压对所述格栅施加第二能量的高压格栅清洁电路；其中所述高压格栅清洁电路用于：检测所述低压格栅清洁电路正在将所述第一能量施加于所述格栅；和响应于检测到所述低压格栅清洁电路正在施加所述第一能量而停止施加所述第二能量。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述格栅包括离子推进系统推进器格栅。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述高压格栅清洁电路用于通过以下步骤检测所述格栅中的短路状况：测量所述低压格栅清洁电路中的第一节点电压；和将所述第一节点电压与阈值比较。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述高压格栅清洁电路用于通过以下步骤检测所述第一能量清除所述格栅的短路状况的故障：在不同的节点测量所述低压格栅清洁电路内不同于所述第一节点电压的第二节点电压；和将所述第二节点电压和所述第一节点电压之差与阈值比较，所述高压格栅清洁电路响应检测到所述故障而施加所述第二能量。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述高压格栅清洁电路通过检测所述低压格栅清洁电路中的压降而检测所述低压格栅清洁电路正在施加所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·斯迪克梅尔，P·D·恩古尹，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：