一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，包括：推力器外壳的一端套装发射极，形成腔体结构；推力器外壳通过绝缘柱固定连接电磁阀对接法兰；毛细管用于向腔体结构内喷射推进剂形成雾锥；毛细管内部残留的推进剂在真空条件下析出气泡，利用气泡将毛细管内的推进剂分隔为多个空腔，起到绝缘作用；推力器外壳上固定安装有抽取极，抽取极接地处理且与发射极之间不接触；发射极上固定连接有发射极电极；推力器外壳上加工有通气孔。本发明专利技术所涉及的电喷雾推力器可对接于高压推进剂贮供系统以补充推进剂，延长单台推力器的寿命，实现推进系统中推进剂的优化利用。本发明专利技术对接的推进剂贮供系统可沿用现有无毒单组元推进剂贮箱、电磁阀等零部件。电磁阀等零部件。电磁阀等零部件。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器
[0001]本专利技术属于空间推进
，特别是一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器。
技术介绍
[0002]离子液体电喷雾推力器是一种空间微型电推进装置。它所使用的推进剂由阴阳离子组成，在推进剂储存和工作条件下均为液态。在电场作用下，推进剂易被抽离成带电液滴或离子，发射出推力器，产生10～100μN量级的推力。具有体积小、比冲高、效率高等优势。适用于微纳卫星执行轨道调整、维轨等任务。
[0003]随着微小卫星应用的发展，对其推进系统的总冲提出了更高的要求，以完成升轨、相位调整、编队飞行等任务。近年来，国内外还提出了电
‑
化学双模式离子液体推进系统，采用可燃烧的离子液体推进剂，以及一个推进剂贮箱的设置供给电喷雾推力器和单组元化学推力器，即能通过高比冲的电喷雾推进实现卫星长期维轨，也能在必要时通过单组元化学推力器实现快速机动响应。然而，现有离子液体电喷雾推力器主要存在以下问题：
[0004](1)推进剂封装于其内部，储存容量有限，也不能实现推进剂的优化分配或构建电
‑
化学离子液体双模式推进系统。
[0005](2)推进剂贮箱需要一定压力排出推进剂，特别是对于电
‑
化学离子液体双模式推进，单组元推进要求贮箱提供约1MPa的压力，与离子液体推力器所需的极低压力不匹配。
[0006](3)由于推力器工作需要上千伏特的高电压，且推进剂本身具有导电性，直接连接会导致整个推进剂贮供系统带电，严重影响可靠性。
[0007](4)如直接将推进剂贮供系统对接至推力器，还需要在μg/L量级精确控制流量，否则会影响电喷雾工作模式。
技术实现思路
[0008]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，解决了高压贮箱的适配、电喷雾推力器与贮供系统绝缘、推进剂供给量控制的技术问题，以实现单个推进剂贮箱供给多个离子液体电喷雾推力器或实现电
‑
化学离子液体双模式推进系统。
[0009]本专利技术的技术解决方案是：
[0010]一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，包括：电磁阀对接法兰、毛细管、发射极、发射极电极、抽取极、绝缘柱和推力器外壳；
[0011]推力器外壳的一端开口，内部套装有发射极，形成腔体结构；推力器外壳的另一端通过绝缘柱固定连接电磁阀对接法兰，电磁阀对接法兰连接电磁阀；
[0012]毛细管的一端连接推力器外壳另一端上的通孔，用于向腔体结构内喷射推进剂形成雾锥；毛细管的另一端连接电磁阀，接收外部输送的推进剂；
[0013]电磁阀关闭时，毛细管内部残留的推进剂在真空条件下析出气泡，利用气泡将毛
细管内的推进剂分隔为多个空腔，起到绝缘作用；
[0014]推力器外壳一端的端面上固定安装有抽取极，抽取极接地处理且与发射极之间不接触；
[0015]发射极上固定连接有发射极电极；推力器外壳上加工有通气孔；通气孔连通腔体结构和推力器外壳外部环境。
[0016]优选地，毛细管的内径小于或等于0.2mm，毛细管采用聚醚醚酮或聚全氟乙丙烯材料制作而成。
[0017]优选地，绝缘柱和推力器外壳均为绝缘材料；抽取极为金属薄片。
[0018]优选地，通气孔的孔径取值范围为0.5mm～2mm。
[0019]优选地，推力器外壳的内部朝向一侧的壁面设置有非浸润涂层，非浸润涂层采用疏水疏油纳米涂层。
[0020]优选地，发射极朝向毛细管一侧加工有凹槽结构，凹槽结构的截面尺寸大于推进剂形成雾锥的外包络；发射极凹槽结构和推力器外壳之间形成空腔结构。
[0021]优选地，发射极的材料能够通过毛细作用将空腔结构内表面的推进剂输送到抽取极一侧。
[0022]优选地，发射极由三氧化二铝颗粒、金属颗粒或硅酸盐颗粒烧结而成，或者在致密材料上通过微加工形成微通道，或者通过增材制造直接形成带有微通道的结构。
[0023]优选地，发射极朝向抽取极一侧的外表面加工有凸起结构，抽取极在发射极表面凸起结构的对应位置做镂空处理，使离子液体能够向外部发射；
[0024]优选地，凸起结构为阵列式的齿牙结构、棱状突起或柱状突起。
[0025]优选地，凸起结构截面顶端加工为尖角，尖角顶点到抽取极镂空区域两边之间的夹角取值范围不小于40
°
。
[0026]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点主要体现在以下几个方面：
[0028](1)本专利技术可对接于高压推进剂贮供系统，实现推进剂的优化分配或构建电
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化学离子液体双模式推进系统。
[0029](2)本专利技术通过结构设计保证了电喷雾推力器与贮供系统之间的绝缘性。
[0030](3)本专利技术的推进剂供给量通过电磁阀开启时间控制。推力器的发射极结构具有一定的缓冲作用，无需采用高精度微流量控制器。
附图说明
[0031]图1为传统离子液体电喷雾推力器；
[0032]图2为电
‑
化学双模式离子液体推进系统；
[0033]图3为本专利技术离子液体电喷雾推力器结构图；
[0034]图4为本专利技术一实施例中发射极凸起结构的结构图；
[0035]图5为本专利技术一实施例中抽取极结构图；
[0036]图6为本专利技术一实施例中抽取极镂空尺寸与发射极凸起结构尺寸配合关系示意图。
具体实施方式
[0037]为更好地对本专利技术进行描述，下面配合示意图及实例对本专利技术进行详细说明。
[0038]本
技术实现思路
是离子液体电喷雾推力器以及适配于高压贮供模块的推进剂的供给方法。传统离子液体电喷雾推力器的结构如图1所示。主要由绝缘外壳、多孔陶瓷，发射极电极、抽取极等组成，推进剂封装在推力器内部。为了更充分地利用所携带的推进剂，本专利技术提供如图2所示的推进系统设计：由一个贮箱为多个推力器供给推进剂。
[0039]如图3所示，本专利技术为一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，主要包括：电磁阀对接法兰1、毛细管2、发射极4、发射极电极6、抽取极7、绝缘柱8和推力器外壳9。
[0040]毛细管2的一端固定连接电磁阀对接法兰1，毛细管2的另一端插入推力器外壳9的通孔并固定连接推力器外壳9。毛细管2内径小于或等于0.2mm，可采用聚醚醚酮(peek)或聚全氟乙丙烯等材料，所选材料需对推进剂具有非浸润性。电磁阀对接法兰1与推力器外壳9之间通过绝缘柱8相接。电磁阀关闭时，毛细管2内部残留的推进剂在真空条件下析出气泡，确保毛细管2两端的绝缘。电磁阀开启时，毛细管2起到节流的作用，推进剂通过后压力降低，并在毛细管2出口处(即发射极4和推力器外壳9之间的空腔内)形成雾锥。
[0041]推力器外壳9的内部安装发射极4；发射极4朝向毛细管2一侧加工有凹槽结构，减少推进剂的飞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，其特征在于，包括：电磁阀对接法兰(1)、毛细管(2)、发射极(4)、发射极电极(6)、抽取极(7)、绝缘柱(8)和推力器外壳(9)；推力器外壳(9)的一端开口，内部套装有发射极(4)，形成腔体结构；推力器外壳(9)的另一端通过绝缘柱(8)固定连接电磁阀对接法兰(1)，电磁阀对接法兰(1)连接电磁阀；毛细管(2)的一端连接推力器外壳(9)另一端上的通孔，用于向腔体结构内喷射推进剂形成雾锥；毛细管(2)的另一端连接电磁阀，接收外部输送的推进剂；电磁阀关闭时，毛细管(2)内部残留的推进剂在真空条件下析出气泡，利用气泡将毛细管(2)内的推进剂分隔为多个空腔，起到绝缘作用；推力器外壳(9)一端的端面上固定安装有抽取极(7)，抽取极(7)接地处理且与发射极(4)之间不接触；发射极(4)上固定连接有发射极电极(6)；推力器外壳(9)上加工有通气孔(5)；通气孔(5)连通腔体结构和推力器外壳(9)外部环境。2.根据权利要求1所述的一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，其特征在于，毛细管(2)的内径小于或等于0.2mm，毛细管(2)采用聚醚醚酮或聚全氟乙丙烯材料制作而成。3.根据权利要求1所述的一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，其特征在于，绝缘柱(8)和推力器外壳(9)均为绝缘材料；抽取极(7)为金属薄片。4.根据权利要求1所述的一种适用于高压贮供模块的离子液体电喷雾推力器，其特征在于，通气孔(5)的孔径取值范围为0.5mm～2mm。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：严浩，刘旭辉，姚兆普，毛威，苏高世，郑伟杰，高鹤，田丽霞，方杰，耿金越，李胜军，甄利鹏，李永平，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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