一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统，包括阴阳极组件、高温超导磁体系统、支撑调节平台、电源和供气系统及冷却系统以及采集控制系统。所述的阴阳极组件采用螺旋式多通道换热设计，减少烧蚀现象发生；所述高温超导磁体提供高场高均匀度的中心磁场，优化磁场位型抑制束流发散角度；所述支撑调节平台用于阴阳极组件和高温超导磁体系统空间位置匹配；所述电源和供气系统及冷却系统用于为相应系统供电、供电和冷却；所述采集控制系统用于系统的采集控制、联锁预警以及人机交互。本发明专利技术能够降低推进器重量和尺寸，提升磁场、电流和电压的耦合，增加比推力和比冲，提高推进器性能和生命周期，实现小型化紧凑型航天器目标。航天器目标。航天器目标。

【技术实现步骤摘要】
一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统


[0001]本专利技术涉及等离子体推进器领域，具体涉及一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统。

技术介绍

[0002]大型航天器轨道转移、载人登月、深空探测等空间任务对推进系统的比冲、推力、寿命等提出了更高的需求。传统的化学推进和霍尔推进推力大、但是比冲小、有效载荷低，离子推进比冲高、但是推力小，均已无法满足未来空间任务的需求。磁等离子体推进器原理是通过高温电弧电离工质产生的等离子体在磁场和电场的综合作用下加速从而对推力器产生反向推力，加速机理涉及自身场加速、涡旋加速、霍尔加速、气动加速四种相互耦合的加速模式被NASA誉为最强电推进技术。在大型航天器轨道转移、载人登月、深空探测等方面有诸多优势。
[0003]目前20K
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77K已经成为高温超导高场磁体最为经济的运行温区。要将高温超导磁体冷却到这一温区主要有两类方式。方式一是低温气体对流制冷，例如冷氦气制冷，氦气通过G
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M制冷机制冷后通过高温超导磁体表面进行热量交换。对流制冷的优势在于制冷速度快，磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统，其特征在于：包括阴阳极组件(1)、高温超导磁体系统(2)、支撑调节平台(3)、电源和供气及冷却系统(4)以及采集控制系统(5)；所述阴阳极组件(1)位于高温超导磁体系统(2)的环形中心位置，两者由支撑调节平台(3)进行空间位置匹配，构成推进器系统主体；所述电源和供气及冷却系统以及采集控制系统位于推进器系统主体外部，与阴阳极组件(1)和高温超导磁体系统(2)相连。2.如权利要求1所述的一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统，其特征在于：所述阴阳极组件(1)包括阴阳极冷却换热组件(6)，阴阳极耐压绝缘组件(7)和阴阳极等离子体高压电离组件(8)，所述阴阳极冷却换热组件(6)包括阳极本体(61)、螺旋式管路换热单元(62)和多通道进出口管路(63)，所述阴阳极耐压绝缘组件(7)包括嵌套式陶瓷(71)和G10定位法兰板(72)，所述阴阳极等离子体高压电离组件(8)包括阴极进气管(81)、固定环件(82)、内腔体(83)、喷嘴固定座(84)和阴极喷嘴(85)。3.如权利要求1所述的一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统，其特征在于：所述高温超导磁体系统(2)包括高温超导线圈组件(21)、高温超导低温冷却系统(22)、低温绝热系统(23)、斯特林制冷机(24)，高真空外杜瓦(25)以及高温羽流防护板(26)，所述高温超导线圈组件(21)包括YBCO超导双饼线圈(211)、VPI线圈绝缘(212)、锯齿套筒单面安装线圈骨架(213)，所述高温超导低温冷却系统(22)包括对称翼面可绝缘导冷蓄冷块(221)、U型可调节铜箔压接式导冷板(222)、制冷机冷头安装座(223)和电流引线安全传输段(224)，所述低温绝热系统(23)包括横向拉杆(231)和径向拉杆(232)。4.如权利要求1所述的一种空间用可变温区高温超导等离子体推进器系统，其特征在于：所述支撑调节平台(3)包括斯特林制冷机分置电机调节底板(31)、阴阳极组件固定法兰组件(32)和L型底座(33)，其中，阴阳极组件固定法兰组件(32)包括套筒式连接座(321)和可旋转固定法兰(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金星，刘海洋，朱小亮，陆玉东，李明，杜宜凡，朱雷，唐卓尧，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：