[发明专利]一种多环霍尔推力器磁路热防护装置

说明书

一种多环霍尔推力器磁路热防护装置，包含均由低发射材料制成的筒形阴极热屏和N个环形放电通道热屏，筒形阴极热屏和N个环形放电通道热屏由内至外同心布置，筒形阴极热屏与最内层的环形放电通道热屏相连，相邻两个环形放电通道热屏连接为一体，每个环形放电通道热屏为顶部开口，而底部相连的双环结构。本发明可有效降低多环霍尔推力器磁路温度，进而提升可靠性及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种热防护装置，具体涉及一种多环霍尔推力器磁路热防护装置。

背景技术

随着航天器电源技术的飞速发展以及全电推进卫星的成功应用，电推进相比传统化学推进具有的高比冲、高效率、长寿命等特征逐渐凸显出来。然而，由于其推力小限制了可应用的任务范围，目前多应用于卫星的位置保持任务。而现阶段我国空间站、大型卫星平台的开发以及未来的深空探测、探月工程等任务，都对推进系统提出了大推力的需求，因此霍尔推力器未来必然向着大功率、大推力的方向发展。对于大功率霍尔推力器来说，为了提高磁场约束电子的能力，需要大幅度提高内部非通流部分的体积。这极大地减小了大功率霍尔推力器的有效通流面积，出现“空心化”效应推力密度较低，极大地限制了传统霍尔推力器在大功率电推进领域的应用。因此提出了同心多环嵌套式霍尔推力器，其放电通道由多个同轴的圆环组成，空心阴极位于中轴线上，最大限度地提高了霍尔推力器的通流面积，同等功率水平下有效地减小了体积和重量，提高了推力密度。然而，同心多环嵌套式霍尔推力器与传统单环霍尔推力器相比技术成熟度不足，多个通道之间存在互相干扰与耦合等问题，尤其相邻两个通道中间的结构件产热严重且散热环境恶劣，因而两个通道中间的磁路结构处于高温辐射环境中，而磁路结构温度过高会影响其导磁能力进而影响通道内的磁场以及推力器的正常放电过程，因此需要特定的热防护结构对磁路温度进行主动控制，降低磁路结构的温度从而提升多环霍尔推力器的可靠性、稳定性。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提供一种多环霍尔推力器磁路热防护装置，本发明可有效降低多环霍尔推力器磁路温度，进而提升可靠性及稳定性。

一种多环霍尔推力器磁路热防护装置，包含均由低发射材料制成的筒形阴极热屏和N个环形放电通道热屏，筒形阴极热屏和N个环形放电通道热屏由内至外同心布置，筒形阴极热屏与最内层的环形放电通道热屏相连，相邻两个环形放电通道热屏连接为一体，每个环形放电通道热屏为顶部开口，而底部相连的双环结构，其中N≥2，且为整数。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明的热防护装置采取的技术思路是通过一体成型的低发射率材料结构将推力器中的高温区与低温的温度敏感区(磁路结构)从物理上进行阻隔分离，进而将高温部件的温度屏蔽，不让高温传导到温度敏感部件上去，达到保护磁路的目的。

本发明的多环霍尔推力器磁路热防护结构具有一体化结构，装配简单，采用低发射率材料制成，将霍尔推力器工作过程中的高温部件与磁路结构之间阻隔开，阻止高温部件将温度传递给磁路结构，能够有效降低磁路温度，从而提高多环霍尔推力器的可靠性、稳定性。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为双环霍尔推力器的一种磁路热防护装置的立体示意图；

图2为双环霍尔推力器的一种磁路热防护装置的主视图；

图3为双环霍尔推力器的一种磁路热防护装置的半剖视图；

图4为双环霍尔推力器的另一种磁路热防护装置的立体示意图；

图5为双环霍尔推力器的另一种磁路热防护装置的主视图；

图6为双环霍尔推力器的另一种磁路热防护装置的半剖视图；

图7为双环霍尔推力器的无磁路热防护结构温度仿真结果；

图8为一种双环霍尔推力器磁路热防护装置温度仿真结果；