[发明专利]一种多环微阴极电弧推力器

说明书

本发明公开一种多环微阴极电弧推力器，包括凸台底座、前挡板、阳极和两个以上依次套设在阳极外部的筒状阴极，阳极与筒状阴极、相邻筒状阴极之间均设有绝缘陶瓷进行分隔，凸台底座包括底板和设置在底板上的凸台圆筒，阳极和各筒状阴极均安装在凸台圆筒内，前挡板位于凸台圆筒的前端，凸台圆筒的外周套设一筒状永磁体，前挡板的边缘通过固定螺栓与底板的边缘连接。本发明结构简单合理，通过采用多个同心桶状阴极的设计，使相邻的阴极之间也可以像阴阳极之间一样放电并产生推力，增大了推力器的推力，延长了推力器的寿命，内部结构具有更好的绝缘性，有效防止了真空放电问题，实用性强。

技术领域

本发明涉及等离子体推进领域，特别是涉及一种多环微阴极电弧推力器。

背景技术

微阴极电弧推力器是一种新兴的电磁推进方式，一种有望用于各种微小卫星的轨道维持的推进方式。它具有比冲高，结构简单，功率低，并且不需要供气系统的优点。

传统的同轴型微阴极电弧推力器具有一个柱状阳极和仅有的一个围绕着它的桶装阴极，阴阳极的末端接于导线上，阴阳极之间用绝缘陶瓷隔绝，陶瓷顶面上有镀层或涂层(如钛镀层或碳漆涂层)，以便电弧产生。工作时阴阳极之间通入高压脉冲电流，烧蚀陶瓷顶面上的镀层，使其电离成为等离子体；借助这一部分等离子体，阴阳极之间产生电弧，电弧烧蚀阴极，从而产生大量等离子体；这些等离子体可在电力和磁场力的共同作用下高速喷出，从而产生推力。在上述工作过程中，产生的电弧受到外加磁场的影响而旋转，使对阴极的烧蚀均匀。

但是上述传统的微阴极电弧推力器的设计存在以下问题：

(1)体积较小，安装与接线困难；

(2)结构设计过于简单，绝缘不足，在真空环境下易产生电弧放电，有安全隐患；

(3)推力较小，调整推力大小困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单合理、产生推力足、使用寿命长、绝缘性好的多环微阴极电弧推力器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种多环微阴极电弧推力器，包括凸台底座、前挡板、阳极和两个以上依次套设在所述阳极外部的筒状阴极，所述阳极与所述筒状阴极、相邻所述筒状阴极之间均设有绝缘陶瓷进行分隔，所述凸台底座包括底板和设置在所述底板上的凸台圆筒，所述阳极和各所述筒状阴极均安装在所述凸台圆筒内，所述前挡板位于所述凸台圆筒的前端，所述凸台圆筒的外周套设一筒状永磁体，所述前挡板的边缘通过固定螺栓与所述底板的边缘连接。

可选的，所述阳极为细长柱状阳极，所述细长柱状阳极的顶部膨胀为圆饼状，尾部设置有螺纹，用于穿过所述凸台底座进行紧固和接线。

可选的，所述阳极的外部由内至外依次套设有套层阴极和外层阴极，所述阳极与所述套层阴极之间的绝缘陶瓷为套层陶瓷，所述套层阴极与所述外层阴极之间的绝缘陶瓷为外层陶瓷；所述阳极、所述套层陶瓷、所述套层阴极、所述外层陶瓷以及所述外层阴极同轴设置。

可选的，所述套层阴极为圆筒状，尾部设有多个均匀分布的圆柱引脚，各根所述圆柱引脚的尾部均设置有螺纹，用于穿过所述凸台底座进行紧固和接线。

可选的，所述外层阴极的上部为圆筒状，下部径向收缩形成圆环底托，所述圆环底托的内圈与所述外层陶瓷接触，所述圆环底托的外表面与所述凸台底座之间通过压缩弹簧固定，所述外层阴极在所述压缩弹簧的作用下压紧于所述前挡板上；所述圆环底托的底端面上设置有圆柱引脚，所述圆柱引脚的尾部设置有螺纹，用于穿过所述凸台底座进行紧固和接线。

可选的，所述套层陶瓷为圆筒状，与相邻的电极紧密相连，所述套层陶瓷的尾部嵌入所述凸台底座的凹槽内；所述外层陶瓷为圆筒状，内侧与所述套层阴极紧密相连，上部向外膨大，膨大处与所述外层阴极紧密相连。

可选的，所述套层陶瓷和所述外层陶瓷的顶部均有镀膜或涂层。