螺旋波等离子体感应式推力器制造技术

本发明专利技术公开了一种螺旋波等离子体感应式推力器，包括放电腔，放电腔的外部依次设置第一磁体、第二磁体；放电腔的外壁沿轴向依次设置螺旋波放电天线、感应加速线圈；还包括：螺旋波放电电路，为螺旋波放电天线提供工作电源；脉冲感应放电电路，与感应加速线圈连接且为其提供脉冲放电电压以驱动螺旋波等离子体加速推出；时序控制电路，连接螺旋波放电电路及脉冲感应放电电路。本发明专利技术具有无电极腐蚀、电离密度大、使用寿命长的优点，且通过电离级与加速级的高效解耦，实现了电离与加速级的高效分离，加速级的电容所需电压下降，系统尺寸及重量得到极大的缩减，利于推力器的小型化、轻量化及固态化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间探测领域，特别地，涉及一种用于空间探测的螺旋波等离子体感应式推力器。
技术介绍
电推进在空间探测中具有广阔应用前景，与传统化学推进相比，其具有高比冲、长寿命、精确推力控制等特点。电推力器按推力形成方式的不同可以分为电热式推力器、静电式推力器以及电磁式推力器等，目前经过在轨运行的主要是静电式推力器，但电磁式推力器由于不受空间朗缪尔电荷效应限制而具有较高能量密度，成为非常具有潜力的新型推进方式。离子推力器是一种较为成熟的静电式推力器，它利用空心阴极发射热电子使工质气体电离，再通过栅格电场使离子加速喷出形成推力。在离子推力器工作过程中不可避免地存在电极腐蚀，电极的寿命制约了推力器寿命，在深空探测等长寿命任务中的应用受到制约。另一方面，粒子通过静电场加速，推力器的能量密度较低。另一种感应式脉冲等离子体推力器(Inductive Pulsed Plasma Thruster，IPPT，或者在较早期的资料中称为Pulsed Inductive Thruster，PIT)属于高功率高效率的电磁式推力器，它是一种电离-加速一体式的结构：通过平板式感应线圈使气体电离，利用感应线圈在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，包括用于在其内腔形成螺旋波等离子体的放电腔(1)，所述放电腔(1)的外部依次设置用于在所述放电腔(1)内形成轴向磁场的第一磁体(2)、用于在所述放电腔(1)内形成径向磁场的第二磁体(3)；所述放电腔(1)的外壁沿轴向依次设置用于将导入的工质气体在所述轴向磁场中电离生成螺旋波等离子体的螺旋波放电天线(4)、用于将所述螺旋波等离子体在所述径向磁场中加速推出的感应加速线圈(5)；所述螺旋波等离子体感应式推力器还包括：螺旋波放电电路(6)，与所述螺旋波放电天线(4)连接且为其提供工作电源；脉冲感应放电电路(7)，与所述感应加速线圈(5)连接且为其提供脉冲放电...

【技术特征摘要】
1.一种螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，包括用于在其内腔形成螺旋波等离子体的放电腔(1)，所述放电腔(1)的外部依次设置用于在所述放电腔(1)内形成轴向磁场的第一磁体(2)、用于在所述放电腔(1)内形成径向磁场的第二磁体(3)；所述放电腔(1)的外壁沿轴向依次设置用于将导入的工质气体在所述轴向磁场中电离生成螺旋波等离子体的螺旋波放电天线(4)、用于将所述螺旋波等离子体在所述径向磁场中加速推出的感应加速线圈(5)；所述螺旋波等离子体感应式推力器还包括：螺旋波放电电路(6)，与所述螺旋波放电天线(4)连接且为其提供工作电源；脉冲感应放电电路(7)，与所述感应加速线圈(5)连接且为其提供脉冲放电电压以驱动所述螺旋波等离子体加速推出；时序控制电路(8)，连接所述螺旋波放电电路(6)及所述脉冲感应放电电路(7)，以触发所述螺旋波放电电路(6)及所述脉冲感应放电电路(7)的工作时序。2.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，所述螺旋波放电电路(6)包括射频功率电源(61)及阻抗匹配网络(62)，所述射频功率电源(61)经所述阻抗匹配网络(62)连接所述螺旋波放电天线(4)，其中，所述阻抗匹配网络(62)用于使所述射频功率电源(61)的输出阻抗与所述螺旋波放电天线(4)的负载阻抗匹配。3.根据权利要求2所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，所述阻抗匹配网络(62)包括连接于所述射频功率电源(61)两端的第一可变电容(621)、连接于所述螺旋波放电天线(4)两端的第二可变电容(622)及设于所述第一可变电容(621)与所述第二可变电容(622)之间的定值电感(623)。4.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，所述脉冲感应放电电路(7)包括：直流电源(71)，所述直流电源(71)的正极依次经第一固态开关(72)、第二固态开关(73)、所述感应加速线圈(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，程谋森，王墨戈，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43