[发明专利]一种小口径霍尔推力器

说明书

本发明公开一种结构简单、尺寸小，磁场径向分量轴向梯度更高、可以适应不同阳极电压的小口径霍尔推力器。该霍尔推力器包括线圈架、内线圈、气路绝缘器、内磁芯、外磁柱、出口极靴、绝缘层、阳极、进气管和鼻锥体。使用时,推进剂进入进气管经气路绝缘器后进入阳极的空心腔室内，在磁场约束下产生电离，由出口极靴和鼻锥体围成的出口喷出。所述磁场由内线圈产生，经内磁芯和外磁柱到达出口极靴，阳极在出口极靴的磁场下亦有磁力线通过。该推力器只有一个内线圈，没有外线圈，内线圈的磁场通过内磁芯、外磁柱和出口极靴导到出口，该种形式的磁路结构，在与大口径推力器取得同样效率的前提下，使推力器的尺寸大幅减小。

技术领域

发明涉及一种霍尔推力器，具体涉及一种小口径霍尔推力器，属于航天技术和低温等离子体技术领域。

背景技术

霍尔电推进作为一种先进的空间电推进技术，具有推力密度大、系统组成简单、可靠性高、发射成本低等优点，成为应用最为广泛的空间电推进装置之一。

图1是现有技术的霍尔推力器结构示意图，现有霍尔推力器的在口径减小时性能急剧下降(效率低于20％)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种小口径霍尔推力器，该种结构形式的霍尔推力器，磁场径向分量轴向梯度更高、可以适应不同阳极电压。

所述的小口径霍尔推力器，包括：线圈架、内线圈、气路绝缘器、内磁芯、外磁柱、出口极靴、绝缘层、阳极、进气管和鼻锥体。

所述内磁芯为一端设置有轴肩的柱形结构，在其外圆周面上通过所述线圈架套装有内线圈；所述外磁柱为空心柱形结构，同轴套装在所述内磁芯外，其一端与所述内磁芯端部的轴肩固接，另一端与所述出口极靴固接；所述阳极通过鼻锥体套装在所述内磁芯没有设置轴肩的一端，此时所述内线圈位于阳极与内磁芯的轴肩之间；所述阳极远离内线圈的一端设置有环形凹槽，由此形成环形空腔，该环形空腔的开口为所述霍尔推力器的出口。

在所述内线圈与外磁柱之间的环形区域内设置有进气管，所述进气管的一端与阳极的环形空腔贯通，另一端穿过所述内磁芯的轴肩作为推进剂的入口，在所述进气管上设置有气路绝缘器；所述出口极靴通过绝缘层与阳极设置有环形凹槽的一端相连。

作为本发明的一种优选方式，在所述进气管与外磁柱之间的环形区域内设置有环形的电子屏。

作为本发明的一种优选方式，所述鼻锥体采用陶瓷材料，其在霍尔推力器的出口处向所述内磁芯轴线倾斜，且在霍尔推力器的出口处壁厚增大。

作为本发明的一种优选方式，所述阳极采用导磁材料。

作为本发明的一种优选方式，在所述内磁芯的圆周方向上设置有两根所述进气管。

有益效果：

(1)该推力器只有一个内线圈，没有外线圈，内线圈的磁场通过内磁芯、外磁柱和出口极靴导到出口，该种形式的磁路结构，在与大口径推力器取得同样效率的前提下，使推力器的尺寸大幅减小。

(2)出口位置的鼻锥体采用陶瓷材料，且出口处较厚，可以延长推力器寿命。

(3)阳极采用导磁材料，可以改善磁场分布。

(4)两路进气，可以均匀化气体流入。

附图说明

图1为现有技术中霍尔推力器组成示意图；

图2为本发明的霍尔推力器的组成示意图。

其中：1-线圈架、2-内线圈、3-气路绝缘器、4-内磁芯、5-外磁柱、6-出口极靴、7-绝缘层、8-阳极、9-电子屏、10-进气管、11-鼻锥体

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。