[发明专利]一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构

说明书

一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构，属于霍尔推力器领域。它解决现有高比冲氪工质霍尔推力器电离特性差的问题。包括顶部导流板、中部导流板、气体分配器底座、安装支柱、导气管、放电通道和阳极；所述的顶部导流板、中部导流板和气体分配器底座，由上自下平行设置，采用激光焊接方式固接组成一级缓冲腔和二级缓冲腔；一级缓冲腔与二级缓冲腔同轴设于放电通道内，所述的顶部导流板通过倾斜孔洞对中性气体进行导流，使其在放电通道内旋转；所述阳极设置在靠近顶部导流板的放电通道内部；导气管和安装支柱焊接于气体分配器底部的两侧。本发明有效提高工质利用率，尤其对氪气工质电离性能提升效果突出。

技术领域

本发明涉及一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构，属于霍尔推力器领域。

背景技术

霍尔推力器作为一种已经成熟在轨应用的电推进装置，其推力性能和在轨应用的可靠性是目前受广泛关注的核心问题。霍尔推力器放电通道内部的工质电离是其工作中最重要的一个过程，电子与中性原子发生碰撞，最终产生离子，离子又在热化电势产生的电场中加速运动喷出放电通道，最终产生推力。

随着航天技术发展，航天器可以提供的功率不断增大，其它相配套的技术也在不断革新，新的航天任务越来越要求电推进系统具有更高的工作寿命和高效率。这些发展趋势推动者对现有设计进行改进优化以提高比冲，实现高比冲工作。这样可以有效减小推进剂携带质量，提高航天器负载。而选用氪气工质是实现霍尔推力器高比冲的重要手段之一。但是氪气具有原子半径小，电离能较大，原子运动速度快等特点，造成其电离性能差。

发明内容

本发明为了解决现有高比冲氪工质霍尔推力器电离特性差的问题，提出了一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构，所采取的技术方案如下：

一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构，包括顶部导流板、中部导流板、气体分配器底座、安装支柱、导气管、放电通道和阳极；

所述的顶部导流板、中部导流板和气体分配器底座，由上自下平行设置，采用激光焊接方式固接组成一级缓冲腔和二级缓冲腔；一级缓冲腔与二级缓冲腔同轴设于放电通道内，所述的顶部导流板通过倾斜孔洞对中性气体进行导流，使其在放电通道内旋转；所述阳极设置在靠近顶部导流板的放电通道内部；导气管和安装支柱焊接于气体分配器底部的两侧。

进一步限定，顶部导流板上的导流孔在其顶部环面设多圈导流孔。

进一步限定，气体分配器材料选用无磁不锈钢或金属钼。

进一步限定，所述顶部导流板上部的厚度为4mm。

进一步限定，所述顶部导流板的环面中间位置设有均匀排布30个导流孔，导流孔的直径为0.5mm，轴向的倾斜角度α为10°。

进一步限定，所述一级缓冲腔的轴向高度为10mm。

本发明的有益效果：本发明所述的一种磁聚焦霍尔推力器的旋流出气结构，提出了一种周向旋流出气方式的气体分配器结构，有效提高工质利用率，尤其对氪气工质电离性能提升效果突出；增加导流顶板厚度，降低第一级缓冲腔轴向高度，保证原有轴向出气位置不变，保证阳极顶部与气体分配器顶部相对位置不变；将倾斜角α调整至合适角度，使用大角度旋流出气孔，将原有的中性气体轴向直流动量大部分转化为周向旋流动量，减小了轴向运动速度，极大地提升了中性气体在放电通道内的停留时间；旋流出气方式将喷注入放电通道的中性气体旋转起来，增大中性气体在放电通道内，尤其在电离区位置的运动路程，提高与电子碰撞几率。

附图说明

图1是本发明所述霍尔推力器气体分配器结构示意图；

图2是本发明所述霍尔推力器轴向旋流出气的气体分配器导流顶板结构示意图；

图3是本发明所述霍尔推力器气体分配器在放电通道内安装示意图；

具体实施方式