本技术公开了周向多孔空心阴极耦合下的大口径离子推力器,包括放电室、周向多孔空心阴极、阴极极靴、栅极组件和栅极支撑杆;周向多孔空心阴极具有端面封闭的阴极发射端,其周向均匀布设有n个阴极发射孔;阴极极靴同轴套设在n个阴极发射孔外侧;栅极组件中心通过栅极支撑杆与阴极发射端的封闭端面相连接;栅极组件的直径能大于60cm。本发明将空心阴极变为周向开孔,并在封闭端延伸出一个绝缘棒状的栅极支撑杆,使其与栅极中心相连,对栅极起到支撑固定作用。本发明在不影响原放电室内等离子产生环境下,不仅有效的增加了大口径推力器栅极的稳固性,减小由直径过大而带来的形变,还能有效的提高其产生原初电子的效率。
背景技术
电推力器具有比冲高、推力调控精度好等优势,离子推力器作为其中成熟度较高的代表,已被广泛的应用于各种空间推进任务中。传统离子推力器实现高功率的最主要途径是增大放电室尺寸和离子光学系统的尺寸,因此,大尺寸栅极组件成为高功率化的关键制约因素:尺寸越大,抗力学能力越差,热形变控制难度越大,两栅极越容易发生接触短路,且制造和组装难度也相应提高,若通过增加栅极厚度和增大栅间距来防止以上问题的出现,那么必定会影响离子高效的引出。当前,离子推力器可以实现工程化应用的栅极直径上限为60cm,对应的最大功率为55kW。
当前,电推进已被越来越多的应用于载人航天以及深空探测等任务,这类任务往往要求推力器能够在60kW以上的大功率模式下运行。因此,开展大功率离子电推进技术研究势在必行。为发展这种大功率离子推力器,且为了不降低离子引出效率,因而势必需要研发口径大于60cm的与大口径离子推力器。
实现思路