[发明专利]一种混合推力器

说明书

本发明公开了一种混合推力器，包括a个环形离子推力器、b个霍尔推力器、c个传统型离子推力器及中和器；以传统型离子推力器的中心轴为中心，传统型离子推力器外同轴嵌套a个环形离子推力器及b个霍尔推力器，a＝0，1，…n，b＝0，1，…n，c＝0或1，且a、b、c至少两个不同时为0。中和器通过支撑架固定在推力器外围，通过电源控制推力器的切换。本发明能够解决传统电推力器不同工作模式随意切换技术难题，结构紧凑、功能集成，同时实现高功率、高比冲、大推力、性能宽范围覆盖和调节。

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种离子霍尔混合推力器。

背景技术

我国未来军、民航天都需要高性能的新一代空间推进技术，特别是深空探测领域。比冲很高的电推进技术是主要发展方向，但目前电推进技术存在如下方面不足：(1)技术最成熟的离子推力器功率最大到数十千瓦，距离未来大型航天器轨道转移、载人航天、星际探测等需求的数百千瓦到兆瓦级还存在较大技术差距；(2)未来航天任务需要多模式电推进系统，如载人航天和地球轨道转移需要尽量缩短周期以避免辐射环境不利影响，要求电推进具有大推力特性，而机器人星际探测和HEO轨道维持需要尽量节省推进剂用量以降低使命成本，要求电推进具有高比冲特性。事实上，未来大量航天任务需要多模式的电推进系统以满足不同阶段对电推进系统的需求并实现使命整体优化；(3)正在发展的磁等离子动力(MPD)、变比冲磁等离子(VASIMR)、脉冲感应(PIT)等电推进类型尽管适合高功率需求使命，但在技术成熟性方面差距还很大，特别是长寿命问题解决还看不到希望。能够给予成熟的电推力器技术发展高功率、多模式、长寿命电推进技术，是事关未来航天发展支撑的重大课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种混合推力器，能够解决传统电推力器不同工作模式随意切换技术难题，结构紧凑、功能集成，同时实现高功率、高比冲、大推力、性能宽范围覆盖和调节。

本发明的具体实施方案如下：

一种混合推力器，该混合推力器包括a个环形离子推力器、b个霍尔推力器、c个传统型离子推力器及中和器；

以传统型离子推力器的中心轴为中心，所述传统型离子推力器外同轴嵌套a个环形离子推力器及b个霍尔推力器，a＝0，1，…n，b＝0，1，…n，c＝0或1，且a、b、c至少两个不同时为0；中和器通过支撑架固定在推力器外围，通过电源控制推力器的切换；推力器放电通道之间的上方位置设置有陶瓷屏蔽结构。

进一步地，所述中和器位于中心轴线方向上。

进一步地，所述中和器距离推力器的长度根据束流发散角、束流大小及束流离子、电子特征参数确定。

进一步地，当a≥1，b≥1时，霍尔推力器的极靴通过连接机构与环形离子推力器的栅极支撑环连接为一体，极靴位于两个推力器放电通道之间，栅极支撑环位于环形离子推力器放电通道出口处。

有益效果：

1、本发明通过将多种类型的推力器混合安装使用，能够解决传统电推力器不同工作模式随意切换技术难题，结构紧凑、功能集成，同时实现高功率、高比冲、大推力、性能宽范围覆盖和调节。

2、本发明将中和器设置中心轴线方向上，使混合推力器整体体积小，便于安装在飞行器上。

附图说明

图1是三环混合推力器组成示意图；

图2是三环混合推力器工作示意图；

图3为离子霍尔混合推力器连接示意图。