[发明专利]带筒体双层防溅射分子沉及其冷却方法

说明书

本发明提供了设有防溅射分子沉的地面电推进试验用的带筒体双层防溅射分子沉和上述双层防溅射分子沉的冷却方法，涉及等离子体空间环境模拟试验设备技术领域。其中，防溅射分子沉，包括水平翅片和冷却液输液管，每个冷却液输液管连接有两个水平翅片，与同一冷却液输液管连接的两个水平翅片平行设置，水平翅片与用于安装防溅射分子沉的筒体的轴线平行。该发明能够解决现有技术中存在的地面电推进试验的防溅射结构的防溅射能力差的技术问题。

技术领域

本发明涉及等离子体空间环境模拟试验设备技术领域，尤其涉及防溅射分子沉和设有有上述防溅射分子沉的地面电推进试验用的带筒体双层防溅射分子沉和上述双层防溅射分子沉的冷却方法。

背景技术

与传统化学推力器相比，电推力器具有比冲高、推力小、长寿命等特点，因此电推进可以提高航天器的有效载荷、提高姿轨控精度、大幅提升航天器的寿命，在世界范围内受到广泛的应用。中国的电推力器也经过几十年的研究逐渐成熟，但是电推力器在我国卫星上还没有应用的先例，而且电推力器羽流溅射效应会影响到航天器的使用寿命及航天器温控、光学等部件的正常使用，对航天器的溅射效应是不容忽视的。由于空间羽流实验非常难并且昂贵，研究者们则对离子溅射腐蚀效应进行了长期的地面真空舱实验。但是进行地面真空舱实验中，真空舱壁的背景溅射效果严重影响了实验结果，因此，需要进行防溅射分子沉的合理设计。

电推进羽流地面实验的一个重要前提是保证背景溅射效果尽量小，使得实验环境能够达到规定的指标。国际上一些适用于电推进的大型的真空舱的防溅射靶的设计结构主要有平板式，异形式两种。但是所有的溅射靶都是单层结构。如LEEP2的防溅射靶的结构和Aerospazio公司的LVTF真空舱的防溅射靶均采用平板形式，Alta公司的IV10vacuumchamber的异形防溅射靶采用中间带孔的圆锥体重点防护core part of the beam。

在充分考虑防溅射靶的防溅射效应的同时应考虑溅射靶材的溅射产物的返回量应该尽量少，可以减少对推力器及试验部件的影响，这就需要对防溅射靶的结构进行优化设计从而达到防溅射靶的长寿命及提高试验空间环境的清洁度的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供地面电推进试验用的带筒体双层防溅射分子沉，以解决现有技术中存在的地面电推进试验的防溅射结构的防溅射能力差的技术问题。

防溅射分子沉，包括水平翅片和冷却液输液管，每个冷却液输液管连接有两个水平翅片，与同一冷却液输液管连接的两个水平翅片平行设置，水平翅片与用于安装防溅射分子沉的筒体的轴线平行。

在防溅射分子沉中加入冷却管路，降低壁面温度，吸附羽流中的氙离子及各种溅射成分，起到更好的防溅射效果。并且可以阻挡后续的端部防溅射分子沉返回的产物。而且，溅射分子沉设计的翅片角度可以有效的阻止筒体的端部防溅射分子沉溅射返回的产物对流场的影响。

优选的技术方案，其附加特征在于：水平翅片为T2紫铜翅片。

优选的技术方案，其附加特征在于：冷却液输液管(22)为316不锈钢管。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于：水平翅片的表面包覆有第一碳毡。

地面电推进试验用的带筒体双层防溅射分子沉，包括双层防溅射分子沉筒体骨架(1)、筒体冷却管板(2)，次端防溅射分子沉(20)和端部防溅射分子沉(21)，双层防溅射分子沉筒体骨架(1)、与筒体骨架连接在一起的筒体冷却管板(2)共同形成筒体，筒体冷却管板(2)围成筒体的内壁，端部防溅射分子沉(21)和次端防溅射分子沉(20)沿筒体轴向排列，端部防溅射分子沉(21)安装在筒体的底端，次端防溅射分子沉(20)安装在筒体的内部，次端防溅射分子沉(20)为上述任一的防溅射分子沉。

该双层防溅射分子沉结构，经过了位于筒体底部的端部防溅射分子沉和位于筒体内部的次端防溅射分子沉的吸收，两次吸收，更有效的防止了电推进中由于舱内壁溅射对实验结果的影响。