[发明专利]带有稳态等离子体推进器的电力推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有稳态等离子体推进器(也称为霍尔效应推进器)的电力推进系统。

背景技术

电力推进系统通常用于配合卫星，尤其是对地静止卫星，且电力推进系统尤其用于控制轨道。电子推进器还可以用于执行轨道转移操控(maneuver)。

由于可靠性问题，电力推进系统具有冗余设备。然而，稳态等离子体推进器的高成本阻碍其作为用于卫星的设备的发展。

因此，有必要简化这种电力推进系统的构造(architecture)，并减轻其质量，同时保持令人满意的水平的冗余度和可靠性，并同时保持与将要配合这种推进系统的卫星的现有接口的兼容性。

图10示出霍尔效应推进器11的基本结构，该霍尔效应推进器11大致包括电离和放电通道24，该电离和放电通道24与阳极25及布置在电离和放电通道24的出口附近的阴极40相关联。电离和放电通道24具有由诸如陶瓷之类的绝缘材料制成的壁22。磁路34和电磁线圈31包围电离和放电通道24。来自连接到储气罐(未示出)的管道10的诸如氙气等的惰性气体经由管道21借助于与阳极25结合的气体歧管27注入到放电通道24的后部，并经由管道41进入阴极40。该惰性气体在电离和放电通道24中通过与阴极40发射的电子碰撞而电离。产生的离子通过阳极25与阴极40之间产生的轴向电场而加速并喷射。磁路34和电磁线圈31在通道24内建立磁场，该磁场大致为径向。

图10是示例性闭合电子漂移型霍尔效应推进器的示意性轴向剖视图。

在图10中，可以看到由诸如介电陶瓷等的绝缘材料制成的部分22限定的环形通道24、具有外部环形部分34和内部环形部分35的磁路、布置在推进器上游的磁轭、以及将环形部分34、35和磁轭连接在一起的中央芯(central core)。外部线圈31和内部线圈33用于在环形通道24中产生磁场。空心阴极40耦接到氙气供给装置，以在通道24的下游出口的前方形成等离子体云。阳极25布置在环形通道24中并与用于分配可电离气体(氙气)的环形歧管27相关联。推进器组件可以通过壳体来保护。阴极40可以具有加热器元件42、发射元件43和启动器元件44。气体供给管10、21和41都配合有电绝缘体元件12、13。各个电缆51、52将阴极40的元件、阳极25以及线圈31、33连接到电源和控制电路(图10中未示出)。

尤其在下列文献中描述了霍尔效应推进器的示例：FR2693770A1；FR2743191A1；FR2782884A1；和FR2788084A1。

诸如参照图10描述的霍尔效应推进器可具有与中心阳极相关联的单个阴极和用于控制向阴极供给氙气的速率的单个控制电路。因而，本实施例被简化并降低了质量。然而，这样没有了冗余，因而在阳极、阴极或控制电路发生故障的情况下不能保证可靠性。

因此，已经提出使用每个推进器包括两个阴极和两个控制电路的推进器对来提供冗余的电力推进系统，如图11和图12所示。

图11是可以类似于图10的推进器11的两个相同的霍尔效应推进器11A、11B的正视图，但它们中的每个具有两个各自的阴极40A1、40A2或40B1、40B2和用于控制向阴极供给氙气的速率的两个电路(图11中未示出)。在图11中，每个推进器11A、11B的构成元件被给予与在图10中相同的附图标记，但推进器11A带有字母A并且推进器11B带有字母B。因此不再次描述这些构成元件。

图12是用于控制图11的上述一对推进器11A、11B的控制电路的框图，以示例的方式将所述控制电路配置为构成两个推进器组的北控制通道，以用于南北向轨道控制。