[发明专利]一种共用磁体的离子霍尔混合推力器

说明书

本发明公开了一种共用磁体的离子霍尔混合推力器，包括环形离子推力器、霍尔推力器、共用磁体及自用磁体，根据推力器各自的放电通道的轴向距离来设置磁体，在放电通道等长段的相邻两个推力器之间设置共用磁体，在形成有剩余的放电通道段的推力器上设置自用磁体。本发明能够解决离子霍尔混合推力器几何结构尺寸过大的问题。

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种共用磁体的离子霍尔混合推力器。

背景技术

与化学推进系统相比，电推进系统具有比冲高、寿命长、推力、比冲可调节、安全性好等特点，使得完成同样轨道任务，电推进系统的控制精度要远远高于化学推进系统，且航天器有效载荷大大增加。现已研制成功并成功在轨飞行应用的电推进包括离子推力器和霍尔推力器两种。

以离子霍尔混合推力器为例，离子霍尔混合推力器是基于成熟离子推力器和霍尔推力器的一种兼具离子、霍尔两种推力器各自优势的新型电推力器产品。它由环型离子推力器和霍尔推力器同轴嵌套组成，由于其特殊的几何结构，使得推力器可通过同轴嵌套的方式大大提高整个推力器的可实现功率及更宽范围的性能调节能力。但混合推力器也存在一个关键问题，即环型离子推力器受限于其栅极组件束流引出能力，使得大功率环型离子推力器需要较大束流引出面积才能引出所需束流，导致在相同性能情况下，相比单独的离子、霍尔推力器，混合推力器虽然在几何结构尺寸上有一定优势，但要使离子推力器在大功率下实现更高比冲、更大推力，其栅极组件有限的引出能力使得推力器几何尺寸也随之增大。提高了推力器的加工制造难度、力学、热稳定性和工程可实现性，极大地限制了离子霍尔混合推力器的工程化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共用磁体的离子霍尔混合推力器，能够解决离子霍尔混合推力器几何结构尺寸过大的问题。

本发明的具体实施方案如下：

一种共用磁体的离子霍尔混合推力器，该混合推力器根据推力器包括环形离子推力器、霍尔推力器、中和器、共用磁体及自用磁体；

a个环形离子推力器和b个霍尔推力器嵌套安装，a＝0，1，…n，b＝0，1，…n，且a和b不同时为0；中和器通过支撑架固定在推力器外围，通过电源控制推力器的切换；相邻环形离子推力器与霍尔推力器的放电通道轴向距离等长段处设有共用磁体，共用磁体设置在所述环形离子推力器与霍尔推力器之间，并通过连接柱与极靴固定连接，所述极靴位于两个放电通道之间，剩余放电通道段处设置自用磁体，自用磁体设置在具有剩余放电通道的推力器上；且位于中心位置推力器的内磁极为所述中心位置推力器的自用磁体，外层推力器的外磁极为所述外层推力器的自用磁体。

进一步地，所述共用磁体及自用磁体采用电磁铁和永磁体。

有益效果：

1、本发明采用了共用磁铁，有效减小混合推力器的几何结构尺寸，提高了推力器一体化结构设计。

2、本发明共用磁体及自用磁体采用电磁铁和永磁体，相比于传统的电磁线圈，充分利用了永磁材料高矫顽力、高剩磁的优势；其次，在试验阶段，采用电磁铁能够方便调整磁力线路，然后在工程应用中替换为永磁体，以达到推力器最优的性能。

附图说明

图1是三环混合推力器组成示意图；

图2是三环离子推力器组成示意图；

图3是三环混合推力器共用磁体的结构示意图；

图4是共用磁体的安装示意图。