一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器制造技术

一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器，首先，推进工质从位于栅极上游的外环环形工质分配器进入放电室，工质气体以外阳极壁法向速度分配，使工质气体密度在阴极下游较低。分段阳极之间形成径向电场，与通过阴极轴线的磁场在阴极下游区域形成E×B交叉场。然后，偏置阴极释放高能电子，高能电子在永磁体磁镜效应下被约束，并在E×B交叉场的霍尔效应下进行周向霍尔漂移，同时电离推进工质形成等离子体。随后，等离子体被环形栅极引出并加速。最后由中和器发射的电子中和形成羽流产生推力。本发明专利技术基于分段阳极设计耦合了多种效应，可提高偏置阴极发射的高能电子和等离子体的周向均匀性，改善栅极工作条件，增大栅极使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器
本专利技术属于电推进
，更具体地说是一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器。
技术介绍
2020年初，我国探月计划“嫦娥工程三期”顺利完成，初步建立了深空探测网，火星探测计划提上议事日程。而开展火星探测任务的首要难题是探测器的运载问题，探测器要摆脱地球引力进入火星轨道，其飞行速度需超过第二宇宙速度。与此同时，探测器要经过极长的飞行时间，期间还要经受各种力、热和辐射的干扰。因此，开展火星探测任务对探测器推力器的推力、功率、比冲、效率和使用寿命等性能提出了更高的要求。研发更大推力和更高功率的电推力器将对我国未来的航天任务起到至关重要的作用。环型离子推力器正是面向未来大功率乃至超大功率推进需求的新型电推进器。通过改变放电室的结构环型离子推力器突破了典型离子推力器的尺寸和输入功率限制，可大幅提升离子推力器的推力等性能，同时具备许多其他潜在优势。但同时，由于其放电阴极偏置导致存在放电困难、粒子分布周向不均等问题。这一问题大大限制了环型离子推力器的进一步发展及应用。>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器，其特征在于，所述的基于分段阳极的混合效应环型离子推力器包括分段阳极、环形栅极、环形永磁体组、外环环形工质分配器、偏置放电阴极(301)和中和器；/n所述的分段阳极包括分段上外环阳极(101)、分段底面阳极(102)、分段上内环阳极(103)、分段下外环阳极(104)、分段下内环阳极(105)、第一绝缘体(a101)、第二绝缘体(a102)、第三绝缘体(a103)、第四绝缘体(a104)、第五绝缘体(a105)和第六绝缘体(a106)；所述的分段上外环阳极(101)为薄壁圆筒形结构，其上端面和下端面上分别安装有厚壁圆筒形结构的第一绝缘体(a101)和...

【技术特征摘要】
1.一种基于分段阳极的混合效应环型离子推力器，其特征在于，所述的基于分段阳极的混合效应环型离子推力器包括分段阳极、环形栅极、环形永磁体组、外环环形工质分配器、偏置放电阴极(301)和中和器；
所述的分段阳极包括分段上外环阳极(101)、分段底面阳极(102)、分段上内环阳极(103)、分段下外环阳极(104)、分段下内环阳极(105)、第一绝缘体(a101)、第二绝缘体(a102)、第三绝缘体(a103)、第四绝缘体(a104)、第五绝缘体(a105)和第六绝缘体(a106)；所述的分段上外环阳极(101)为薄壁圆筒形结构，其上端面和下端面上分别安装有厚壁圆筒形结构的第一绝缘体(a101)和第二绝缘体(a102)；所述的分段底面阳极(102)为薄壁圆板形结构，其外圆边和内圆边分别安装有厚壁圆筒形结构的第三绝缘体(a103)和第四绝缘体(a104)；所述的分段上内环阳极(103)为薄壁圆筒形结构，其上端面和下端面分别安装有厚壁圆筒形结构的第五绝缘体(a105)和第六绝缘体(a106)；所述的分段下外环阳极(104)为薄壁圆筒形结构，其上端面安装有与分段上外环阳极(101)共用的第二绝缘体(a102)，其下端面安装有与分段底面阳极(102)共用的第三绝缘体(a103)；所述的分段下内环阳极(105)为薄壁圆筒形结构，其上端面安装与分段上内环阳极(103)共用的第六绝缘体(a106)，其下端面安装有与分段底面阳极(102)共用的第四绝缘体(a104)；所述的分段上外环阳极(101)、分段底面阳极(102)、分段上内环阳极(103)、分段下外环阳极(104)、分段下内环阳极(105)、第一绝缘体(a101)、第二绝缘体(a102)、第三绝缘体(a103)、第四绝缘体(a104)、第五绝缘体(a105)和第六绝缘体(a106)的轴向重合，并且相互之间绝缘；
所述的环形栅极包括加速栅极(201)、屏栅极(202)、第七绝缘体(b201)、第八绝缘体(b202)、第九绝缘体(b203)和第十绝缘体(b204)；所述的第七绝缘体(b201)为厚壁圆筒形，其内外径与第一绝缘体(a101)的内外径相同并同轴；所述的第八绝缘体(b202)为厚壁圆筒形，其内外径与第五绝缘体(a105)的内外径相同并同轴；所述的第九绝缘体(b203)为厚壁圆筒形，其内外径与第八绝缘体(b202)的内外径相同并同轴；所述的第十绝缘体(b204)为圆板形，其外径与第九绝缘体(b203)的内径相同，其安装在第九绝缘体(b203)内部，并与第九绝缘体(b203)同轴；所述的加速栅极(201)和屏栅极(202)为环形板结构，二者的结构和尺寸相同、同轴，屏栅极(202)和加速栅极(201)相对应的通孔轴线重合；所述的加速栅极(201)和屏栅极(202)上分布多个直径相同的圆形通孔，加速栅极(201)上圆形通孔的直径小于屏栅极(202)圆形通孔的直径，位置一一对应；所述的屏栅极(202)的内径与分段上内环阳极(103)的内径相同，屏栅极(202)的外径与分段上外环阳极(101)的外径相同，屏栅极(202)的外边缘夹在第一绝缘体(a101)和第七绝缘体(b201)之间，屏栅极(202)的内边缘夹在第五绝缘体(a105)和第八绝缘体(b202)之间；所述的加速栅极(201)的内边缘夹在第八绝缘体(b202)和第九绝缘体(b203)之间，加速栅极(201)的外边缘安装在第七绝缘体(b201)上；
所述的环形永磁体组包括第一环形永磁体(401)、第二环形永磁体(402)、第三环形永磁体(403)、第四环形永磁体(404)和第五环形永磁体(405)；所述的第一环形永磁体(401)和第二环形永磁体(402)安装在分段上外环阳极(101)外表面，第一环形永磁体(401)位于上游，第二环形永磁体(402)位于下游；所述的第三环形永磁体(403)安装在分段上内环阳极(103)内表面，...

【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