一种霍尔效应环型离子推力器制造技术

本发明专利技术公开了一种霍尔效应环型离子推力器，属于离子推力器技术领域。所述的环型离子推力器包括底部阳极、环形栅极、环形永磁体、绝缘套筒、工质分配器组、偏置放电阴极和中和器。工质气体从底部工质分配器进入到放电室内。工质分配器喷口延壁面法向，以使气体在腔体内更加均匀。阳极与阴极以及栅极之间形成轴向电场，内外环形永磁体形成径向磁场，并与轴向电场形成E×B正交场。从阴极喷出的电子在正交场作用下进行霍尔漂移，并电离工质气体产生等离子体。然后，等离子体被环形栅极引出、加速，并被中和器发射的电子中和产生推力。本发明专利技术所设计的推力拥有远高于传统离子推力器的电离率和输入功率，可大幅提升离子推力器的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种霍尔效应环型离子推力器
本专利技术属于离子推力器
，更具体地说是一种霍尔效应环型离子推力器。
技术介绍
离子推力器的工作过程大致分为三个阶段：1)推进工质在放电室内被电离产生离子；2)离子被栅极系统加速形成束流；3)束流被中和器中和形成羽流。其中，离子被栅极系统加速的阶段是获得推力及输出功率的主要阶段。这使得离子推力器的推力和功率水平与栅极的尺寸密切相关，增大栅极的尺寸是大幅提高离子推力器推力和功率水平的关键。环型离子推力器的放电室由两个阳极套筒组成，整体呈环形，但由于阴极偏置于放电室一侧，又使得放电室为非轴对称结构。放电室几何结构的变化使得环型离子推力器相比于传统考夫曼型离子推力器具备大幅提升离子推力器的推力、功率水平的优势。因此，为了突破传统离子推力器的输入功率和栅极尺寸限制，具有不同构造的新型大功率离子推力器——环型离子推力器被提出。因此，环型离子推力器不仅是未来深空探测任务的重要技术储备，也是离子推力器的一个重要发展方向然而，现有的环型离子推力器尚存在放电困难、放电室内粒子分布不均等问题。2020年，我国将启动火星探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍尔效应环型离子推力器，其特征在于，所述的霍尔效应环型离子推力器包括底部阳极(101)、环形栅极、环形永磁体、绝缘套筒、工质分配器组、偏置放电阴极(301)和中和器；/n所述的底部阳极(101)为圆板形结构安装在绝缘套筒之间，底部阳极(101)的内外圆边处安装有工质分配器组；/n所述的环形栅极包括屏栅极(201)、加速栅极(202)、第一绝缘体(a201)、第二绝缘体(b202)、第三绝缘体(c203)和第四绝缘体(d204)；所述的第一绝缘体(a201)为厚壁圆筒形，第一绝缘体(a201)与底部阳极(101)同轴；所述的第二绝缘体(b202)为厚壁圆筒形，第二绝缘体(b202)与底部...

【技术特征摘要】
1.一种霍尔效应环型离子推力器，其特征在于，所述的霍尔效应环型离子推力器包括底部阳极(101)、环形栅极、环形永磁体、绝缘套筒、工质分配器组、偏置放电阴极(301)和中和器；
所述的底部阳极(101)为圆板形结构安装在绝缘套筒之间，底部阳极(101)的内外圆边处安装有工质分配器组；
所述的环形栅极包括屏栅极(201)、加速栅极(202)、第一绝缘体(a201)、第二绝缘体(b202)、第三绝缘体(c203)和第四绝缘体(d204)；所述的第一绝缘体(a201)为厚壁圆筒形，第一绝缘体(a201)与底部阳极(101)同轴；所述的第二绝缘体(b202)为厚壁圆筒形，第二绝缘体(b202)与底部阳极(101)同轴；所述的第三绝缘体(c203)为厚壁圆筒形，第三绝缘体(c203)内外径与第二绝缘体(b202)相同，第三绝缘体(c203)与底部阳极(101)同轴；所述的第四绝缘体(d204)为圆板形，第四绝缘体(d204)与底部阳极(101)同轴；所述的屏栅极(201)为环形板结构，屏栅极(201)上分布多个直径相同的圆形通孔，屏栅极(201)的内径与第二绝缘套筒(502)的内径相同，屏栅极(201)的外径与底部阳极(101)的外径相同，屏栅极(201)安装在第一绝缘体(a201)和第三绝缘体(c203)所在的上游端面上，屏栅极(201)与第一绝缘体(a201)同轴；第二绝缘体(b202)安装在第三绝缘体c203上，第二绝缘体(b202)与屏栅极(201)同轴；所述的加速栅极(202)为环形板结构，加速栅极(202)的结构和尺寸均与屏栅极(201)的相同；所述的加速栅极(202)上开有多个直径相同的圆形通孔，通孔的位置与屏栅极(201)通孔的位置相同，加速栅极(202)上通孔的直径小于屏栅极(201)上通孔的直径；所述的加速栅极(202)安装在第一绝缘体(a201)和第三绝缘体(c203)的下游端面上，加速栅极(202)与屏栅极(201)同轴；安装后屏栅极(201)和加速栅极(202)相对应的通孔轴线重合；
所述的环形永磁体包括第一环形永磁体(401)和第二环形永磁体(402)；
所述的绝缘套筒包括第一绝缘套筒(501)和第二绝缘套筒(502)；所述的第一绝缘套筒(501)外侧面装有第一环形永磁体(401)；所述的第二绝缘套筒(502)内侧装有第二环形永磁体(402)；所述的第一绝缘套筒(501)和第二绝缘套筒(502)上游端面与底部阳极(101)结合；所述的第一绝缘套筒(501)下游端面与第一绝缘体(a201)结合；所述的第二绝缘套筒(502)下游端面与第三绝缘体(c203)结合；
所述的工质分配器组包括外环分配器(601)、内环分配器(602)以及进气孔(603)；所述的外环分配器(601)安装在底部阳极(101)上并位于第二绝缘套筒(502)外侧；所述的内环分配器(602)安装在底部阳极(101)上并位于第一绝缘套筒(501)内侧；所述的进气孔(603)均匀分布于外环分配器(601)及内环分配器(602)，各进气孔间隔10°，在外环分配器(601)上进气孔方向为向外，在内环分配器(602)上进气孔方向为向内；推进工质从进气孔(603)向环型离子推力器内部发射工质气体；
所述的偏置放电阴极(301)为圆柱体，其安装在分段底部阳极(101)上并位于第一绝缘套筒(501)与第二绝缘套筒(502)中间，且与底部阳极(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿畅，夏广庆，孙斌，韩亚杰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21