提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105822516A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201610239531.5(22)申请日2016.04.18(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人丁永杰魏立秋于达仁李鸿(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人岳昕(51)Int.Cl.F03H1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法(57)摘要提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，涉及等离子体推进技术领域。为了解决现有霍尔推力器放电通道内部中性气体停留时间过短导致的电离效率低的问题。采用气体分配器、导向出气结构或气体分配器和导向出气结构，气体分配器和导向出气结构均为环形结构且能使气体具有周向速度分量，气体分配器和导向出气结构均固定于放电通道的上游部，气体分配器的轴线、导向出气结构的轴线和放电通道的轴线均重合，气体分配器位于上游部的上游，导向出气结构位于上游部的下游。本发明有效的增加电离效率，本发明适用于霍尔推力器。CN105822516ACN105822516A权利要求书1/1页1.提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，采用气体分配器、导向出气结构或气体分配器和导向出气结构，气体分配器和导向出气结构均为环形结构且能使气体具有周向速度分量，气体分配器和导向出气结构均固定于放电通道的上游部，气体分配器的轴线、导向出气结构的轴线和放电通道的轴线均重合，气体分配器位于上游部的上游，导向出气结构位于上游部的下游。2.根据权利要求1所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，气体分配器包括多组气体分配室(9)和分配器基体(10)，分配器基体(10)为圆环结构，多组气体分配室(9)在分配器基体(10)的周向均匀分布，每组气体分配室(9)包括至少一级缓冲器和排气孔；各级缓冲器依次沿轴向分布；每级缓冲器包括至少一个进气孔(9-1)和缓冲腔(9-2)；进气孔与缓冲腔依次沿轴向分布，进气孔(9-1)与缓冲腔(9-2)相通，最后一级缓冲腔(9-2)上设有使气体具有周向速度分量的排气孔。3.根据权利要求2所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，排气孔设置在缓冲腔的内壁、外壁或内壁和外壁上，所述多组气体分配室(9)的排气孔形成至少一排排气孔，每排排气孔在分配器基体(10)的内壁或外壁的周向均匀分布，内壁上的排气孔和外壁上的排气孔的轴线均平行于垂直于气体分配器轴向的横向平面，内壁上的排气孔和外壁上的排气孔的倾斜方向相反，外壁上的排气孔的轴线与气体分配器径向的夹角为a，内壁上的排气孔的轴线与气体分配器径向的夹角为β，a＝β。4.根据权利要求3所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，45°≤a≤85°。5.根据权利要求2所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，排气孔设置在缓冲腔的下游端面上，所述多组气体分配室(9)的排气孔形成至少一排排气孔，每排排气孔在气体分配器的下游端面的周向均匀分布，排气孔轴线与气体分配器轴线的夹角为γ。6.根据权利要求5所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，45°≤γ≤85°。7.根据权利要求1所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，导向出气结构，包括内圆环(13)、外圆环(15)和多个导向板(14)，内圆环(13)和外圆环(15)之间均匀固定多个导向板(14)，导向板(14)与导向出气结构轴线的夹角的范围为45°-85°。8.根据权利要求7所述的提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法，其特征在于，导向板(14)采用弯扭叶片实现。2CN105822516A说明书1/4页提高霍尔推力器电离效率的气体流动控制方法技术领域[0001]本发明涉及等离子体推进技术领域。背景技术[0002]电推进具有比冲高、寿命长、结构紧凑、体积小、污染轻等优点，因此逐渐受到航天界的注意和青睐。其中霍尔推力器和离子推力器是目前应用最为广泛的空间电推进装置。霍尔推力器是利用电场与磁场的共同作用将电能转化为工质动能的一种功能转化装置，阴极发射的部分电子进入放电室，在正交的径向磁场与轴向电场的共同作用下做指向阳极的周向漂移，漂移方向与电场和磁场方向有关，漂移过程中会与从气体分配器出来的Xe原子碰撞，电离Xe原子。电离产生的离子由于质量大，其运动轨迹基本不受磁场影响，在轴向电场的作用下其沿轴向高速喷出，从而产生推力。在此过程中电子通过各种传导机制到达阳极，在通道内实现了稳定的等离子体放电过程，形成了持续稳定的推力。[0003]目前制