[发明专利]一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法

权利要求书

1.一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)设计具有可控力矩功能的霍尔推力器；

(2)将步骤(1)设计的霍尔推力器安装在微小卫星的-x轴上的中心位置，使霍尔推力器的中心与微小卫星的质心重合；

(3)在转轨期间，当需要姿态y和z方向调控时，通过霍尔推力器上的供气管通入不同流量的氙气，使霍尔推力器产生不经过霍尔推力器中心的-x方向的推力，即提供y和z方向的力矩；

当不需要进行姿态调控时，通过霍尔推力器上的供气管通入相同流量的氙气，使霍尔推力器产生经过霍尔推力器中心的-x方向的推力，即不提供y和z方向的力矩；

在转轨期间，当需要姿态x方向调控时，通过改变励磁电流方向从而改变磁场方向，进而改变离子偏转方向，最终提供x方向正向力矩或反向力矩；

所述的步骤(1)中，设计的具有可控力矩功能的霍尔推力器的气体分配器包括供气管和主体结构；

主体结构为分瓣式结构，主体结构分为m瓣，主体结构由m瓣形成一个环形结构；

主体结构分为的每瓣均包括内圈圆筒、外圈圆筒、上层隔板、下层隔板、左侧缓冲腔隔板和右侧缓冲腔隔板，外圈圆筒套在内圈圆筒外面，且在内圈圆筒和外圈圆筒之间安装上层隔板和下层隔板，安装后通过左侧缓冲腔隔板和右侧缓冲腔隔板进行密封，内圈圆筒、外圈圆筒、上层隔板、下层隔板、左侧缓冲腔隔板和右侧缓冲腔隔板围成一扇形空腔作为扇形缓冲腔，主体结构一共形成m个扇形缓冲腔，且该m个扇形缓冲腔形成一环形缓冲腔；

上层隔板上均匀分布有若干个出气口；

主体结构分为的每瓣之间的气体不连通；

供气管为m个，供气管固定连接在下层隔板上，通过供气管能够将气体输入到扇形缓冲腔内。

2.根据权利要求1所述的一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法，其特征在于：

每条供气管都由一个流量计或热节流阀单独控制流量，通入不同流量的氙气产生力矩，当需要霍尔推力器提供y和z轴方向的力矩时，通过控制阀门改变对应分段区域的气体供给，提高这一区域的气体密度，从而增加局部电离，在周向产生不均匀的推力，进而实现大小、位置都可控的力矩。

3.根据权利要求1所述的一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法，其特征在于：

每个供气管均位于所在的扇形缓冲腔的中心位置，上层隔板上均匀分布有十六个出气口。

4.根据权利要求1所述的一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法，其特征在于：

缓冲腔隔板的材料与气体分配器的材料相同，缓冲腔隔板的材料为无磁不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种基于单台霍尔推力器实现微小卫星转轨和姿控的方法，其特征在于：

每条供气管都由一个热节流阀单独控制流量，当需要霍尔推力器提供俯仰或滚动轴方向的力矩时，通过控制阀门改变对应分段区域的气体供给，提高这一区域的气体密度，从而增加局部电离，在周向产生不均匀的推力，进而实现大小、位置都可控的力矩。