[发明专利]一种阵列式电热等离子体加速装置

说明书

一种阵列式电热等离子体加速装置，属于空间电推进技术领域，克服现有技术存在的烧蚀不可控、推力难以精确控制、总冲低下等问题，通过阵列式的设计，对参与放电的腔体单元进行控制，在保持加速装置结构与可靠性优势的条件下达到控制烧蚀量、从而调节推力的效果，并通过阵列式的推进剂排布形成放电腔组，提升加速装置的总冲，使其满足多样化的空间推进任务需求，并拓展应用的领域。

技术领域

本发明涉及一种阵列式电热等离子体加速装置，属于空间电推进技术领域。

背景技术

随着商业航天的蓬勃发展，微小型航天器领域不断进行着技术革新和进步。为提升其在轨寿命，微小型航天器对微推进系统的需求日益增长。

电热等离子体加速装置具有系统体积小，成本低，在低功率下仍能保持高比冲等特点，是最具潜力的微小型航天器在轨推进系统之一，极具发展前景。脉冲电热加速装置采用固体推进剂，系统中不含推进剂储箱，因此大大简化了推进系统结构，并提升了系统的可靠性。

面对愈加多样化的空间推进任务，如轨道保持、姿态调整、编队飞行等，低轨微小型卫星的推进装置需要具有推力可控的能力，然而，电热等离子体加速装置的固体推进剂的烧蚀供给不可控。另外，微小型卫星长期在轨的需求也对推进装置的总冲提出了要求，而目前电热等离子体加速装置的总冲偏低，难以开展长时间多任务的在轨推进工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的总冲低下、推力调节范围小等问题，提供了一种阵列式电热等离子体加速装置，实现对参与放电的腔体单元的选择和点火控制，在保持加速装置结构与可靠性优势的条件下达到控制总烧蚀供给量、扩大推力调节范围的效果，并通过阵列式的推进剂排布形成放电腔组，提升加速装置的总冲，使其满足多样化的空间推进任务需求，并拓展应用的领域。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种阵列式电热等离子体加速装置，包括阴极支架、阳极底板、单喷管阴极、火花塞、绝缘安装板、单腔固体推进剂、控制电路；

所述阴极支架上设有多个环向排布的安装孔，每个安装孔内均安装有所述单喷管阴极；所述阴极支架和单喷管阴极上均设有固定孔，所述火花塞同时穿过阴极支架和单喷管阴极的固定孔，用于点火，每个单喷管阴极对应一个独立的火花塞，所述火花塞由所述控制电路的点火子电路控制点火；所述绝缘安装板位于阴极支架和阳极底板之间用于绝缘，绝缘安装板上设有多个通孔，通孔位置与所述安装孔位置对应，每个通孔内均安装有单腔固体推进剂，各单腔固体推进剂阵列式排布构成腔组；所述阳极底板上设有伸入每个所述通孔的凸起，所述单喷管阴极的头部伸入到所述通孔内，单腔固体推进剂位于所述凸起和单喷管阴极的头部之间；所述单喷管阴极和阳极底板之间持有电压；

所述阴极支架、阳极底板均为导体，各单喷管阴极由阴极支架导通；所述阴极支架与阳极底板之间并联多个可单独控制充电的储能电容；所述多个可单独控制充电的储能电容构成控制电路的充电子电路。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述单腔固体推进剂为带有中空腔体的圆柱体。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述多个安装孔沿圆周均匀分布。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述固定孔为螺纹孔。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述单腔固体推进剂采用聚四氟乙烯材料。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述单喷管阴极为带有中空圆锥腔体的圆柱体。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述安装孔的数量为6个或8个或9个。

上述阵列式电热等离子体加速装置，优选的，所述控制电路的点火子电路用于独立控制每个火花塞点火。