[发明专利]一种无放电阴极的环型离子推力器

说明书

本发明公开了一种无放电阴极的环型离子推力器，属于离子推力器技术领域。所述的环型离子推力器包括环形放电室、环形栅极、环形永磁体组、进气口和中和器。工质气体从进气口进入到环形放电室内，在阳极和环形永磁体组的作用下电离成等离子体，并在环形栅极的作用下加速，最后和中和器发射的电子中和形成羽流产生推力。本发明通过上述设计，首先提高了喷入环形放电室内的电子分布的均匀性，进而提高了电离产生的等离子体的均匀性，进而增大了栅极的使用寿命。同时，由于电子分布的均匀性增加，推力器的放电更加稳定。此外，由于去掉了放电阴极，所以使得推力器的寿命可以进一步提高。

技术领域

本发明属于离子推力器技术领域，更具体地说是一种无放电阴极的环型离子推力器。

背景技术

随着深空探测任务需求的发展，现阶段为了增大推力器的有效载荷比，以进一步应对深空探测任务中不断增长的执行时间和飞行距离，离子推力器的设计尺寸、输入功率和推力水平也在不断的增大。然而，上述参数的增大带来许多新的问题，如放电室内等离子体密度偏低、栅极制造困难和寿命降低等问题。

因此，为了突破传统离子推力器的输入功率和栅极尺寸限制，具有不同构造的新型大功率离子推力器——环型离子推力器被提出。然而，由于放电阴极偏置，现有的环型离子推力器尚存在放电困难、放电室内等离子体分布的周向均匀性太差等问题。因此，对提高环型离子推力器的放电稳定性和放电室内等离子体分布的均匀性等需求极其迫切，新型环型离子推力器的研制刻不容缓。

发明内容

为了提高环型离子推力器的放电稳定性和放电室内等离子体分布的均匀性，本发明从离子推力器放电和推力产生等整体工作原理出发，提出了一种无放电阴极的环型离子推力器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种无放电阴极的环型离子推力器，所述的环型离子推力器包括环形放电室1、环形栅极2、环形永磁体组3、进气口4和中和器5。

所述的环形放电室1包括外环阳极101、内环阳极102和底面阳极103；所述的外环阳极101为薄壁圆筒形，外环阳极101的一个端面上安装有圆板形结构的底面阳极103；所述的内环阳极102为薄壁圆筒形，内环阳极102安装在底面阳极103上，并位于外环阳极101内部；所述的外环阳极101、内环阳极102和底面阳极103轴向重合、相互之间电导通；所述的底面阳极103上开有多个环形分布的圆形进气口4，进气口4的间距相同；工质气体6通过进气口4进入外环阳极101和内环阳极102之间的区域放电生成等离子体。