[发明专利]一种用于航天器的集中式考夫曼离子推进装置

说明书

本发明公开了一种用于航天器的集中式考夫曼离子推进装置，包括外壳体，所述外壳体的顶部通过螺钉固接有盖板，所述外壳体的内部安装有供气单元本体、执行单元本体、考夫曼离子推进单元和数控单元壳体。本发明基于考夫曼离子推进技术，运用集成设计、集中控制、集约使用的理念和方法，将传统的离子电推进系统各主要部件进行重新设计和优化集成，研制出具备集中式、极简化、小体积、轻重量、低功耗、小干扰、大比冲、长寿命等主要特点的考夫曼离子推进装置，可为航天器实施爬升入轨、轨道维持、组网调姿、机动变轨、退役离轨等轨道控制任务提供持续可控的有效在轨动力输出，并为航天器本身节约更多的空间和能耗。

技术领域

本发明属于航天器技术领域，具体涉及一种用于航天器的集中式考夫曼离子推进装置。

背景技术

近年来，随着人类迈向太空步伐的加快，特别是以低轨巨型互联网星座为代表的大量卫星部署入轨与持续在轨服务，世界各国对航天器爬升入轨、轨道维持、组网调姿、机动变轨、退役离轨等航天器轨道控制能力的要求约来越高，对可为航天器提供在轨动力输出的电推进器的需求日益强烈；

然而，目前市场上的电推进器还存在一定的问题，如系统分体、控制复杂、体积较大、质量较重、热控不佳、干扰较强、推力不足、成本较高等，一定程度上影响了电推进器在卫星等航天器上推广应用的范围与速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于航天器的集中式考夫曼离子推进装置，以解决上述背景技术中提出现有技术中电推进器还存在系统分体、控制复杂、体积较大、质量较重、热控不佳、干扰较强、推力不足、成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于航天器的集中式考夫曼离子推进装置，包括外壳体，所述外壳体的顶部通过螺钉固接有盖板，所述外壳体的内部安装有供气单元本体、执行单元本体、考夫曼离子推进单元和数控单元壳体，所述数控单元壳体的内部安装有数控单元，所述数控单元还包括供电模块、测温模块、遥测模块和调压模块；

所述供电模块、测温模块、遥测模块、调压模块、供气单元本体和考夫曼离子推进单元与执行单元相连，且供气单元本体与考夫曼离子推进单元相连，所述数控单元与航天器平台通信连接；

所述考夫曼离子推进单元包括放电室、进气装置本体、高压驱动极、阴极和引出栅网，所述放电室的内部装配有进气装置本体，所述进气装置本体与供气单元本体相连，且放电室内腔的顶部安装有高压驱动极，所述放电室内腔的底部安装有阴极，所述放电室的一端装配有引出栅网。

优选的，所述盖板的表面开设有定位卡槽，所述外壳体的顶部一体成型有与定位卡槽相匹配的定位卡边，所述定位卡边卡合于定位卡槽的内部。

优选的，所述数控单元壳体的顶部可拆卸式安装有顶盖，所述顶盖与数控单元壳体之间设置有连接组件，所述连接组件包括卡爪、滑槽、空腔和卡齿，所述顶盖的表面开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有卡爪，所述数控单元壳体的表面开设有空腔，所述空腔的内壁一体成型有卡齿，且卡齿与卡爪相互接触。

优选的，所述卡爪、滑槽、空腔与卡齿均设置有两组，且两组卡爪之间通过连接板固定连接，所述连接板的底部贴合于顶盖的表面。

优选的，所述空腔与卡爪之间设置有弹性组件，所述弹性组件包括连接筒、弹簧和连接杆，所述空腔的内壁固接有连接杆，所述卡爪的表面固接有连接筒，所述连接杆的一端插接于连接筒的内部，且连接筒与连接杆之间安装有弹簧。

优选的，所述连接杆的表面一体成型有第二挡边，所述连接筒的内壁一体成型有第一挡边，所述弹簧的两端分别固接于第一挡边和第二挡边的表面。

优选的，所述卡爪的表面开设有与连接杆相匹配的容纳腔，所述连接杆的一端插接于容纳腔的内部。

优选的，所述放电室的材质为304不锈钢，所述供气单元设置为气瓶，且气瓶的材质为壁厚2mm的铝合金。