多工作模式霍尔推进系统的运行方法技术方案

本发明专利技术涉及等离子体推进装置技术领域，具体涉及多工作模式霍尔推进系统的运行方法，包括：控制阳极组件中的气体分配器以预定流量输出气体；启动第一电源，发射体发射电子参与放电；阳极组件接收所述电子，待阳极组件雪崩放电，成功起辉后，控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量，霍尔推进系统进入稳定工作状况。在霍尔推进系统运行时，发射体以气体分配器为正极，以阴极组件为负极，气体分配器中输出的气体在电子的碰撞作用下形成等离子体，等离子体中的正离子作为束流离子被引出放电通道产生推力，在运行期间只有第一电源工作，无需阴极功率，能够大大降低推进器运行期间的系统能耗，提高霍尔推进系统的运行效率。提高霍尔推进系统的运行效率。提高霍尔推进系统的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
多工作模式霍尔推进系统的运行方法


[0001]本专利技术涉及等离子体推进装置
，具体涉及多工作模式霍尔推进系统的运行方法。

技术介绍

[0002]霍尔推进器为一种先进的电推进装置，拥有高比冲、高推功比、高寿命与低成本的突出特点，作为姿态轨道调节装置、升轨离轨装置、主推进装置与无拖曳补偿装置被广泛应用于各类卫星平台上。在霍尔推进器中推进剂被电离并生成等离子体。霍尔推进器通过径向磁场与轴向电场将电子约束在磁场中，并利用电子电离推进剂产生等离子体，自洽的等离子体电势降加速离子喷出推力器放电通道产生推力，其余电子在束流离子的电势的吸引下中和羽流中的离子。
[0003]现有技术中的霍尔推进器在工作时，阴极电源持续工作使阴极部分输出电子，为阳极推进部分提供电子。但是霍尔推进器在进行推进工作时，需要根据任务类型来调整推力大小。在对推力需求较小的任务，阴极电源持续放电，使得阴极功率较高，导致霍尔推进器在进行小推力任务时能耗较高。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的霍尔推进系统运行能耗较高的缺陷，从而提供多工作模式霍尔推进系统的运行方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种多工作模式霍尔推进系统的运行方法，所述多工作模式霍尔推进系统包括：阳极组件、阴极组件、第一电源和第二电源，阳极组件包括由内向外依次套设的内磁极和外磁极，内磁极与外磁极之间预留有放电通道，放电通道内安装有气体分配器；阴极组件包括热传导连接加热器和发射体；第一电源的正极与气体分配器连接，第一电源的负极与加热器连接；第二电源的正极和第二电源的负极分别连接在加热器两端；所述运行方法包括：控制阳极组件中的气体分配器以预定流量输出气体；启动第一电源，发射体发射电子参与放电；阳极组件接收所述电子，待阳极组件雪崩放电，成功起辉后，控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量，霍尔推进系统进入稳定工作状况。
[0006]可选地，启动第一电源前，调整气体分配器输出气体的工作流量不小于额定流量的两倍，保持气流稳定；启动第一电源后，电子与输出气体碰撞电离产生等离子体，控制等离子体加热发射体至预定温度，使发射体发射电子。
[0007]可选地，控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量步骤包括，调整气体分配器输出气体的工作流量降低至额定流量，并控制输出气体的工作流量保持为额定流量。
[0008]可选地，启动第一电源步骤前，还包括：开启第二电源，利用加热器将发射体的温度升高至预定温度；控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量。
[0009]可选地，霍尔推进系统进入稳定工作状况步骤后，关闭第二电源，利用第一电源维持霍尔推进系统的稳定工作状况。
[0010]可选地，所述参与放电步骤包括，电子与气体碰撞产生等离子体，等离子体中的部分正粒子向外排出产生推力，等离子体中的负粒子回到第一电源的正极，第一电源吸收负粒子中的负电荷进行放电。
[0011]可选地，等离子体中的剩余正粒子被加热器吸引，正电荷回到第一电源的负极进行放电。
[0012]可选地，发射体发射电子时对发射体进行保温。
[0013]可选地，在发射体外套设热屏，利用热屏反射发射体发射出的热辐射，以对发射体进行保温。
[0014]本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的多工作模式霍尔推进系统的运行方法，包括：控制阳极组件中的气体分配器以预定流量输出气体；启动第一电源，发射体发射电子参与放电；阳极组件接收所述电子，待阳极组件雪崩放电，成功起辉后，控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量，霍尔推进系统进入稳定工作状况。
[0015]在霍尔推进系统运行时，发射体以气体分配器为正极，以阴极组件为负极，气体分配器中输出的气体在电子的碰撞作用下形成等离子体，等离子体中的正离子作为束流离子被引出放电通道产生推力，在运行期间只有第一电源工作，无需阴极功率，能够大大降低推进器运行期间的系统能耗，提高霍尔推进系统的运行效率。
[0016]2.本专利技术提供的多工作模式霍尔推进系统的运行方法，启动第一电源前，调整气体分配器输出气体的工作流量不小于额定流量的两倍，保持气流稳定；启动第一电源后，电子与输出气体碰撞电离产生等离子体，控制等离子体加热发射体至预定温度，使发射体发射电子。在霍尔推进系统启动时，利用大流量的气体产生大流量的等离子体，大流量的正离子冲击阴极对阴极组件的发射体对发射体进行加热，发射体升温至发射温度后，发生一定量的电子参与放电，在阳极组件接收电子，成功起辉后，霍尔推进系统即可在第一电源的作用下稳定运行。稳定运行后减少气体分配器的气体流量至额定流量，维持霍尔推进系统的温度运行。在霍尔推进系统启动和运行期间，利用大流量离子对发射体冲击加热，均无需阴极功率，能够降低推进器运行期间的系统能耗。
[0017]3.本专利技术提供的多工作模式霍尔推进系统的运行方法，启动第一电源步骤前，还包括：开启第二电源，利用加热器将发射体的温度升高至预定温度；控制气体分配器输出气体的工作流量为额定流量。当霍尔推进系统运行一段时间后，由于阳极组件的刻蚀、磁场位型的偏移和发射体电子发射能力的降低，仅利用第一电源难以使霍尔推进系统启动至稳定工作状态，通过预先让第二电源工作，将发热体加热至预定温度后，再使第一电源工作，此时在第二电源的作用下，发热体发射的电子量能够更轻易地使阳极组件成功起辉进入稳定工作状态。通过第二电源工作，能够大大延长霍尔推进系统的工作寿命。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的实施方式中提供的多工作模式霍尔推进系统的工作原理图。
[0020]图2为本专利技术的实施方式中提供的多工作模式霍尔推进系统的结构示意图。
[0021]图3为本专利技术的实施方式中提供的多工作模式霍尔推进系统的工作模式选择示意图。
[0022]附图标记说明：1、第一电源；2、第二电源；3、控制开关；4、内磁极；5、外磁极；6、气体分配器；7、放电通道；8、热屏；9、发射体；10、加热器；11、阴极绝缘座；12、安装斜面；13、推进器绝缘座；14、系统安装座。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多工作模式霍尔推进系统的运行方法，其特征在于，所述多工作模式霍尔推进系统包括：阳极组件、阴极组件、第一电源（1）和第二电源（2），阳极组件包括由内向外依次套设的内磁极（4）和外磁极（5），内磁极（4）与外磁极（5）之间预留有放电通道（7），放电通道（7）内安装有气体分配器（6）；阴极组件包括热传导连接加热器（10）和发射体（9）；第一电源（1）的正极与气体分配器（6）连接，第一电源（1）的负极与加热器（10）连接；第二电源（2）的正极和第二电源（2）的负极分别连接在加热器（10）两端；所述运行方法包括：控制阳极组件中的气体分配器（6）以预定流量输出气体；启动第一电源（1），发射体（9）发射电子参与放电；阳极组件接收所述电子，待阳极组件雪崩放电，成功起辉后，控制气体分配器（6）输出气体的工作流量为额定流量，霍尔推进系统进入稳定工作状况。2.根据权利要求1所述的多工作模式霍尔推进系统的运行方法，其特征在于，启动第一电源（1）前，调整气体分配器（6）输出气体的工作流量不小于额定流量的两倍，保持气流稳定；启动第一电源（1）后，电子与输出气体碰撞电离产生等离子体，控制等离子体加热发射体（9）至预定温度，使发射体（9）发射电子。3.根据权利要求2所述的多工作模式霍尔推进系统的运行方法，其特征在于，控制气体分配器（6）输出气体的工作流量为额定流量步骤包括，调整气体分配器（6）输出气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐禄祥，卢世旭，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：