[发明专利]离子推力器空心阴极性能测试和寿命考核试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种离子推力器空心阴极性能测试和寿命考核试验装置及方法。本发明采用偏压板代替离子推力器中的栅极组件，避免引出高能离子束流，且设置偏压板的电位相对于参考地为负电位，从而吸收偏压板内表面附近区域放电等离子体中的离子并以中性原子的形式返回离子推力器模拟器内，使得中性原子存在被重复利用的机会，进而使得能够在较小的工质流率条件下既能达到离子推力器内的中性气体密度，降低真空舱内的气载，从而能够实现在小型真空系统、简单供电系统和较小的工质流率条件下，模拟出离子推力器工作时的空心阴极放电环境，进而能够获得空心阴极与离子推力器联试时的耦合放电特性和长期服役过程中的性能演化规律。

主权项

1.一种离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，包括：离子推力器模拟器、空心阴极(5)、真空舱(6)、供电系统、贮供系统、测量系统、冷却系统(31)和真空获得系统；其中，离子推力器模拟器和空心阴极位于真空舱(6)内；离子推力器模拟器包括偏压板(2)、阳极(3)、永磁体(4)和气体分配环(21)；其中，离子推力器模拟器中阳极(3)的形状和位置、永磁体(4)磁场分布、气体分配环(21)结构尺寸和位置均与真实的离子推力器一致，空心阴极(5)在离子推力器模拟器上的安装位置和连接方式与真实的离子推力器一致；偏压板(2)安装在阳极(3)的下游，并与空心阴极(5)的阴极顶相对，偏压板(2)可绕其中心轴转动；偏压板(2)的电位相对于参考地(16)为负电位；供电系统包括为阳极(3)供电的阳极电源(7)、为偏压板(2)供电的偏压电源(8)、为空心阴极的触持极供电的触持电源(17)、为空心阴极点火提供高压点火脉冲的点火电源(18)、为空心阴极的加热器供电的加热电源(19)，以及参考地(16)；贮供系统为空心阴极(5)和气体分配环(23)提供氙气；测量系统用于测量偏压板(2)内表面离子电流密度分布和离子推力器模拟器内部的中性气体压力。