[发明专利]一种一体式高效电离超高比冲射频离子推力器放电结构

说明书

本发明公开了一种一体式高效电离超高比冲射频离子推力器放电结构，包括屏栅、屏栅安装环、陶瓷放电室、陶瓷安装环、线圈绝缘支架、后外壳、气体工质管道、多个射频线圈、金属气路接头、超高压气路绝缘器、绝缘器固定环、后盖。本发明通过线圈绝缘支架对射频线圈进行固定，可实现射频能量的均匀耦合；气体工质通道可使气体均匀的从各个方向进入圆柱形放电室内部，电离效率高，气体工质通道清理方便，金属气路接头采用钎焊的方式固定效果好，超高压气路绝缘器与金属气路接头采用球头连接，连接可靠，连接强度高，便于拆装维护，后盖和绝缘器固定环拼接结构，既可以实现对大体积超高压气路绝缘器的固定，又可以减少整个推力器的体积和重量。

技术领域

本发明涉及航天空间电推进技术领域，具体而言，涉及一种一体式高效电离超高比冲射频离子推力器放电结构。

背景技术

超高比冲射频离子推力器是将双级四栅静电加速技术与感性耦合放电技术相结合的一种新型电推进技术，拥有高比冲、高效率、性能高精度连续可调、易于集成、适用于多元工质等技术特征。可以满足小行星探测、超深空探测等需要长时间飞行的空间探测任务。要实现超高比冲的性能，需要在屏栅极施加较高的电压(＞8000V)，现有的射频离子源技术在超高压绝缘、气路结构、放电室构型、线圈固定结构等方面无法满足超高比冲射频离子推力器的使用要求，所以亟待解决。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中射频离子源技术在超高压绝缘、气路结构、放电室构型、线圈固定结构等方面无法满足超高比冲射频离子推力器的使用要求的问题，从而提供一种一体式高效电离超高比冲射频离子推力器放电结构。

本发明的技术方案是：一种一体式高效电离超高比冲射频离子推力器放电结构，包括屏栅、屏栅安装环、陶瓷放电室、陶瓷安装环、线圈绝缘支架、后外壳、气体工质管道、多个射频线圈、金属气路接头、超高压气路绝缘器、绝缘器固定环、后盖；

所述后外壳为上、下端开口的圆柱形筒体，所述后外壳上端外壁沿圆周方向设置一体成型的环形凸台一、下端内壁沿圆周方向设置一体成型的环形凸台二；

所述陶瓷安装环为沿轴线设置贯通中心孔的圆环，所述陶瓷安装环同轴设置在所述后外壳上端，所述陶瓷安装环下端面贴合所述后外壳的环形凸台一上端面固定；

所述陶瓷放电室为上端敞口、下端封闭的圆柱形筒体，所述陶瓷放电室的底部中间位置设置通气孔，所述陶瓷放电室的外壁沿圆周方向设置一圈与其一体成型的环形凸台三，所述陶瓷放电室同轴设置在所述陶瓷安装环的中心孔内，所述环形凸台三下端而贴合所述陶瓷安装环上端而固定；

所述屏栅安装环为法兰形套筒，包括法兰凸沿和套筒，所述套筒上端有一圈向内的水平环形凸沿，所述套筒同轴套设在所述环形凸台三上方的所述陶瓷放电室外壁上，所述法兰凸沿下端面贴合所述环形凸台三上端面固定，所述水平环形凸沿下端面通过压在所述陶瓷放电室上端面限位固定；

所述屏栅为圆盘形，所述屏栅同轴设置在所述屏栅安装环上端，所述屏栅外圈底面与所述屏栅安装环的上端面贴合在一起固定连接；

所述线圈绝缘支架为圆柱形筒体结构，所述线圈绝缘支架同轴套设在所述环形凸台三下方的所述陶瓷放电室外壁上固定；

每个所述射频线圈同轴预设在所述线圈绝缘支架的侧壁内，相邻两个所述射频线圈间隔设置；

所述气体工质管道内具有沿其长度方向开设的气体工质通道，所述气体工质管道垂直固定在所述陶瓷放电室内底部中间位置，所述气体工质管道的通道上端封闭、下端与所述陶瓷放电室的通气孔密封连通，所述气体工质管道的侧壁及顶壁开设多个出气孔；

所述金属气路接头设置在所述陶瓷放电室底部，所述金属气路接头的上端与所述陶瓷放电室底部固定连接，所述金属气路接头的气路通道与所述陶瓷放电室底部的通气孔密封连接连通；