[发明专利]一种高结构稳定性栅极组件

说明书

本申请涉及电推进技术领域，具体而言，涉及一种高结构稳定性栅极组件，包括屏栅极、陶瓷栅片、加速栅极以及安装组件，其中：陶瓷栅片设置在屏栅极与加速栅极之间；陶瓷栅片的栅孔与屏栅极和加速栅极的栅孔对应设置；屏栅极、陶瓷栅片以及加速栅极通过安装组件固定安装在一起，组成实心的栅极组件。本申请采用高强度、高致密度的陶瓷栅片，将栅极组件组合为一个实心整体，提高了其力学抗力，同时陶瓷栅片设置在栅极之间，能够阻止栅极组件工作过程中由于热应力发生的相向形变，与现有产品相比，显著提升了栅极组件的力、热环境稳定性。

技术领域

本申请涉及电推进技术领域，具体而言，涉及一种高结构稳定性栅极组件。

背景技术

电推进系统具有高比冲、高效率的突出优势，已经成为世界各国长寿命和低成本卫星普遍采用的技术途径。当前和未来几十年内，我国空间领域对电推进的应用需求极为广阔。

栅极组件是离子推力器的核心组件，主要作用是通过聚焦并加速离子，产生推力，是决定推力器性能、寿命、可靠性的关键因素之一。后续深空探测等任务的提出及核电推进等技术的突破，对推力器功率要求越来越高，相应栅极组件尺寸越来越大，进而对栅极组件的抗冲击、振动等性能要求及力、热结构稳定性进一步提高。当前栅极组件设计时，离子引出区全部开孔，孔数达几千或几万，孔间连接区宽度＜1mm，几何透明度最大超过65％，且栅极组件厚度一般为0.4～1.0mm，栅间电压达上千伏特。因此，栅极组件整体结构强度、刚度较弱，力、热稳定性较差，最终影响推力器性能和可靠性。

发明内容

本申请提供了一种高结构稳定性栅极组件，结构简单、重量轻，能够提高栅极组件的力、热环境的稳定性。

为了实现上述目的，本申请提供了一种高结构稳定性栅极组件，包括屏栅极、陶瓷栅片、加速栅极以及安装组件，其中：陶瓷栅片设置在屏栅极与加速栅极之间；陶瓷栅片的栅孔与屏栅极和加速栅极的栅孔对应设置；屏栅极、陶瓷栅片以及加速栅极通过安装组件固定安装在一起，组成实心的栅极组件。

进一步的，安装组件包括屏栅安装环、加速栅安装环以及绝缘组件，其中：屏栅极和陶瓷栅片的环面从下到上依次螺接在屏栅安装环的上表面；加速栅极的环面螺接在加速栅安装环的下表面；屏栅安装环和加速栅安装环通过绝缘组件固定安装在一起。

进一步的，陶瓷栅片为开孔的平面陶瓷片或者球面陶瓷片。

进一步的，陶瓷栅片的材料为陶瓷材料或者陶瓷基复合材料。

进一步的，陶瓷栅片的栅孔为楔形孔，凸面的孔径小于凹面的孔径，其中：陶瓷栅片栅孔的凸面孔径大小与加速栅极栅孔的孔径相同；陶瓷栅片栅孔的凹面孔径大小与屏栅极栅孔的孔径相同。

进一步的，陶瓷栅片的直径、拱高、轮廓度以及开孔数与屏栅极相同。

本发明提供的一种高结构稳定性栅极组件，具有以下有益效果：

本申请采用高强度、高致密度的陶瓷栅片，将栅极组件组合为一个实心整体，提高了其力学抗力，同时陶瓷栅片设置在栅极之间，能够阻止栅极组件工作过程中由于热应力发生的相向形变，与现有产品相比，显著提升了栅极组件的力、热环境稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的高结构稳定性栅极组件的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的图1中A区域的放大图；

图3是根据本申请实施例提供的加速栅极的示意图；

图4是根据本申请实施例提供的屏栅极的示意图；