一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法技术

本申请涉及航天空间电推进技术领域，具体而言，涉及一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法，包括：步骤1：根据栅极的最佳导流系数，确定栅极的束流直径；步骤2：根据栅极的球面半径和栅极的束流直径的最佳比值，确定栅极的拱高；步骤3：根据栅孔离子光学偏转原理，确定栅极的栅孔轴线相对偏心距；步骤4：通过束流发散角测量试验进行校核，得到最优化的栅极栅孔偏心设计；步骤5：完成球面栅极的整体设计。本申请针对氙离子推力器栅极的工作及应用特点，利用栅极栅孔离子导流和离子光学偏转原理，可使栅极截获电流/束电流≤0.5％，且束流发散半角≤15

【技术实现步骤摘要】
一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法


[0001]本申请涉及航天空间电推进
，具体而言，涉及一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法。

技术介绍

[0002]离子电推进是一种先进的空间推进类型，由于其高比冲、高效能、微推力等主要特征，在长寿命卫星、深空探测、无拖曳控制等航天工程中发挥极其突出的作用，已经成为航天推进技术的前沿。
[0003]栅极是离子推力器的关键组件，为多孔高透明度薄壁结构，其主要功能是聚焦并加速引出放电室内工质气体电离后产生的离子，从而产生推力。随着离子推力器空间应用需求的不断提高，大口径离子推力器的需求愈加显得迫切。一般大口径的栅极都采用球面构型，以保证栅极具备一定的刚性，且在热循环工况和力学环境中栅极形变方向的一致性，但栅极采用球面构型后，会使束流发散角显著增大，导致离子推力器的推力损失，同时影响离子推力器的周围载荷设施。
[0004]为了解决上述问题，现有技术通常为调整离子推力器周围载荷设施布局，同时设计多款栅极开展正交束流发散角测量试验，但是并不能对球面栅极设计形成有效降低束流发散角的类比指导，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据栅极的最佳导流系数，确定栅极的束流直径；步骤2：根据栅极的球面半径和栅极的束流直径的最佳比值，确定栅极的拱高；步骤3：根据栅孔离子光学偏转原理，确定栅极的栅孔轴线相对偏心距；步骤4：通过束流发散角测量试验进行校核，得到最优化的栅极栅孔偏心设计；步骤5：完成球面栅极的整体设计。2.根据权利要求1所述的可降低束流发散角的球面栅极设计方法，其特征在于，所述栅极适用于以氙气作为工质的离子推力器。3.根据权利要求2所述的可降低束流发散角的球面栅极设计方法，其特征在于，步骤1中，在栅极最佳导流系数下，栅极的束流直径D
B
根据如下公式获得：其中：T表示推力，η
m
表示工质利用率，I
sp
表示比冲，由离子推力器推进分系统直接给出；l
g
表示栅间距，t
s
表示屏栅厚度，d
s
表示屏栅孔径，V
t
表示总加速电压，由指标分解得出。4.根据权利要求3所述的可降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：石明，郭德洲，李娟，耿海，贾艳辉，赵以德，王彦龙，李建鹏，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：