[发明专利]电推力器点火试验溅射污染防护系统及其设计方法

权利要求书

1.一种电推力器点火试验溅射污染防护系统，其特征在于，包括L形试验容器、磁场发生器、磁屏蔽体和溅射靶，L形试验容器包括依次连接的第一段容腔、过渡段容腔和第二段容腔，所述第一段容腔与所述第二段容腔相互垂直；

所述推力器设于所述第一段容腔的自由端，所述磁屏蔽体罩于所述推力器外，所述溅射靶设于所述第二段容腔的自由端，所述磁场发生器设于所述过渡段容腔内；

所述推力器用于产生羽流粒子，所述磁场发生器用于在所述羽流粒子经过的空间中产生磁场，所述磁场的方向与所述羽流粒子的运动方向垂直，所述磁场的强度使得所述羽流粒子恰好能偏转90°射到所述溅射靶上。

2.根据权利要求1所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统，其特征在于，所述过渡段容腔包括折弯线，所述推力器设于所述折弯线中点与所述第一段容腔自由端上缘中点连线的下方。

3.根据权利要求1所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统，其特征在于，所述磁屏蔽体采用双层同心圆筒结构，所述磁屏蔽体的内径和长度均大于所述推力器。

4.根据权利要求3所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统，其特征在于，所述磁屏蔽体的材质为高磁导率的材料，所述高磁导率的材料包括高纯铁、硅钢和坡莫合金。

5.根据权利要求1所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统，其特征在于，所述溅射靶铺设于所述第二段容腔的内壁面，所述溅射靶的厚度要大于10mm，所述溅射靶的材质为碳复合材料。

6.一种如权利要求1所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统的设计方法，其特征在于：

根据羽流粒子的速度确定所需磁场的强度，根据羽流粒子的偏转半径确定磁场有效空间的尺寸，由所述磁场的强度和有效空间尺寸选择磁场发生器；

设定所述磁屏蔽体的长度，根据偏转磁场的强度来确定所述磁屏蔽体的径向尺寸，根据所述长度和所述径向尺寸选择所述磁屏蔽体；

设定L形试验容器的包络尺寸，根据确定的磁场发生器的尺寸、磁屏蔽体尺寸、羽流粒子的偏转半径确定L形试验容器中第一段容腔的尺寸、过渡段容腔的尺寸和第二段容腔的尺寸保证溅射靶处于推力器的盲区内。

7.根据权利要求6所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统的设计方法，其特征在于，根据所述羽流粒子的速度确定所需磁场的强度包括：

将所述羽流粒子的速度代入Lorentz公式，获得所需磁场的强度。

8.根据权利要求6所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统的设计方法，其特征在于，根据确定的偏转磁场的强度来确定磁屏蔽体包括：

计算所述磁屏蔽体所需的屏蔽效能，所述磁屏蔽体为双层同心圆筒结构，设定所述双层同心圆筒结构的内径，根据所述双层同心圆筒结构的内径确定外径；

计算所述双层同心圆筒结构的厚度，确定所述双层同心圆筒结构第一层的厚度、第二层的厚度以及所述第一层与所述第二层之间的间隙大小。

9.根据权利要求8所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统的设计方法，其特征在于，所述磁屏蔽体所需的屏蔽效能通过下式获得：

其中，H_o为磁屏蔽体外的磁场强度，H_i磁屏蔽体内的磁场强度，SE为屏蔽效能。

10.根据权利要求9所述的电推力器点火试验溅射污染防护系统的设计方法，其特征在于，

所述双层同心圆筒结构的外径通过下式获得：

其中，μ_r为磁屏蔽体材质的相对磁导率，ρ为双层同心圆筒结构的内径平方与外径平方的比值。