[发明专利]一种离子推力器栅极绝缘引针安装方法

说明书

本发明公开了一种离子推力器栅极绝缘引针安装方法，在所述栅极组件沿径向方向上安装5组引针，每组引针包括3个引针，分别固定安装于屏栅孔径、加速栅孔径及减速栅孔径内；其中，安装于屏栅孔径的引针贯穿加速栅孔径和减速栅孔径，并突出减速栅所在平面，安装于加速栅孔径的引针贯穿减速栅孔径，并突出减速栅所在平面，安装于减速栅孔径的引针突出减速栅所在平面；所述引针为圆柱结构，对安装引针的栅极孔进行倒角，将垫圈套接在引针上，并通过外力将垫圈压紧于加工有倒角的栅极孔内实现引针的固定；本发明能够解决离子推力器同时多点在线测量栅极间距时引针的安装问题。

技术领域

本发明属于航天空间电推进的技术领域，具体涉及一种离子推力器栅极绝缘引针安装方法。

背景技术

对于高性能、高可靠、长寿命应用的离子推力器产品，栅极组件是影响离子推力器工作性能、可靠性和寿命的关键组件，属于精密离子光学组件，其主要功能是在高电压条件下对推力器内部产生的等离子体进行聚焦、加速和引出，最终形成离子束流进而产生推力。因此栅极组件的关键尺寸的设计和测量是推力器研制的核心内容，其中栅间距的大小直接影响等离子体束流的大小和稳定性，进而影响到离子推力器的推力、比冲等关键性能参数。因此，测量栅极组件栅间距的大小对于评价推力器性能的一致性和稳定性十分关键。在离子光学系统装配时会严格控制栅间距的数值(冷态栅间距)，因为该值会直接影响离子光学系统的性能参数，例如导流系数(即束流引出能力)、加速电压和使用寿命等。

实际工作中，受到高温、磁场、电场、等离子轰击等多物理场的环境影响，实际的栅极会在不同的位置上产生形变，这会导致整个栅极的间距保持不均匀，栅极间距变小的地方会导致打火增加，栅极间距变大的地方会导致束流引出不对准，造成等离子体轰击栅极表面，大幅减降低栅极寿命，因此选择并在工作过程中保持稳定的栅极间距成为了离子推力器保证可靠性和寿命的最为重要的工艺参数之一。

现通过阴影法在线测量引针变化量确定热态栅间距变化情况，引针的安装方式直接影响试验能否正常进行，因此，需要获取一种有效的引针安装方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离子推力器栅极绝缘引针安装方法，能够解决离子推力器同时多点在线测量栅极间距时引针的安装问题。

实现本发明的技术方案如下：

一种离子推力器栅极绝缘引针安装方法，所述离子推力器包括离子光学系统，所述离子光学系统由三个栅极组成，栅极间距变化量即是通过测量安装在栅极组件上的引针突出栅极的长度变化量获得，所述引针的安装方法为：

在所述栅极组件沿径向方向上安装5组引针，每组引针包括3个引针，分别固定安装于屏栅孔径、加速栅孔径及减速栅孔径内；其中，安装于屏栅孔径的引针贯穿加速栅孔径和减速栅孔径，并突出减速栅所在平面，安装于加速栅孔径的引针贯穿减速栅孔径，并突出减速栅所在平面，安装于减速栅孔径的引针突出减速栅所在平面；

所述引针为圆柱结构，对安装引针的栅极孔进行倒角，将垫圈套接在引针上，并通过外力将垫圈压紧于加工有倒角的栅极孔内实现引针的固定。

进一步地，所述引针为氧化铝(Al2O3)绝缘材料。

进一步地，所述垫圈为耐溅射石墨材料。

进一步地，栅极的厚度为0.4～0.5mm，屏栅和加速栅极间距为0.9±0.05mm，加速栅和减速栅极间距为0.8±0.05mm。

进一步地，所述垫圈高度为栅极厚度的1.5倍。

有益效果：