一种新型四阴极离子推力器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天器推进技术领域，尤其涉及一种用于空间的四阴极离子推力器。
【背景技术】
[0002]离子推力器是一种静电加速离子产生推力的磁场约束等离子体设备。主要用于同步地球轨道卫星的位置保持、轨道机动及深空空探测等领域。电推进技术愈益成为衡量相关卫星平台先进性的标志之一。离子推力器的寿命是衡量其性能的重要指标之一，尤其是在深空间探测领域要求离子推力器的寿命达到50000小时甚至更长。目前的单阴极离子推力器在寿命方面难以满足一些对寿命要求很高的任务，如深空探测等。另外，对于单阴极推力器来说，子阴极一旦失效，整个推力器即失效。设计具有长寿命高可靠离子推力器具有重要意义。离子推力器的寿命需要同时对其子阴极寿命提出了相应的要求。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种用于空间的四阴极离子推力器，通过增加阴极个数并使其合理布局大幅度提高离子推力器的寿命。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的:
[0005]—种四阴极离子推力器，所述离子推力器的主阴极由四个子阴极组成；该四个子阴极布置于离子推力器后壁上且相对于后壁中心对称排布；
[0006]处于对角的两个子阴极为一组，离子推力器工作时，其中一组子阴极工作，另外一组子阴极处于关机状态；当一组子阴极失效后，另外一组子阴极启动。
[0007]较佳的，所述子阴极的外形为圆柱形，垂直于所述推力器后壁固定安装。
[0008]本发明具有如下有益效果:
[0009]①两个子阴极同时工作降低了单个主阴极的最大发射电流，提高了单个子阴极的寿命，有助于推力器寿命的提尚;
[0010]②一组子阴极失效之后启动另外一组子阴极，大大提高了离子推力器的寿命；
[0011]③对称子阴极工作可提高放电室内尤其是栅极上游的离子分布的均匀性，有利于提尚棚■极的寿命，从而提尚尚子推力器的寿命。
[0012]本发明可广泛应用于对寿命和可靠性要求较高的深空探测和地球同步轨道卫星
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【附图说明】
[0013]图1为本发明的阴极离子推力器放电室结构示意图。
[0014]图2为本发明的子阴极在推力器后壁布局示意图。
[0015]其中，1-推力器后壁，2-阳极，3-子阴极，4-后壁中心。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0017]本发明的四阴极离子推力器的放电室如图1和2所示。离子推力器的主阴极由四个子阴极3组成，四个子阴极3布置于离子推力器后壁I上且相对于后壁中心4对称排布；两个相邻的子阴极3之间的夹角相等，即为90°。
[0018]现有技术中的离子推力器只设置一个主阴极，由于离子推力器的磁场分布靠近放电室内壁，当主阴极发射电子时，轴线上的电子密度较大，靠近放电室内壁的部分的离子密度小，造成电子分布不均匀。本发明将主阴极设计成4个子阴极3，由于子阴极3更加靠近放电室阳极2，子阴极3发射的电子会更多更快的引导至放电室阳极2，提高放电室内尤其是栅极上游的离子分布的均匀性，有利于提高栅极的寿命，从而提高离子推力器的寿命。
[0019]处于对角的两个子阴极3为一组，离子推力器工作时，其中一组子阴极3工作，另外一组子阴极3处于关机状态；当一组子阴极3失效后，启动另外一组子阴极3。子阴极3的外形为圆柱形，垂直于所述推力器后壁I固定安装。两个子阴极3同时工作降低了单个主阴极的最大发射电流，提高了单个子阴极3的寿命，有助于推力器寿命的提高。
[0020]综上，本发明可以很大程度上提高推力器的寿命，从而提高推力器的性能，可广泛应用于功率要求较高深空探测如木星探测、小行星采样返回，也可应用于对寿命有很高要求的位置保持卫星平台，如地球同步轨道通讯卫星。
[0021]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种四阴极离子推力器，其特征在于，所述离子推力器的主阴极由四个子阴极(3)组成；该四个子阴极(3)布置于离子推力器后壁(I)上且相对于后壁中心(4)对称排布； 处于对角的两个子阴极(3)为一组，离子推力器工作时，其中一组子阴极(3)工作，另外一组子阴极(3)处于关机状态；当一组子阴极(3)失效后，另外一组子阴极(3)启动。2.—种四阴极离子推力器，其特征在于，所述子阴极(3)的外形为圆柱形，垂直于所述推力器后壁(I)固定安装。
【专利摘要】本发明公开了一种四阴极离子推力器，所述离子推力器的主阴极由四个子阴极组成；该四个子阴极布置于离子推力器后壁上且相对于后壁中心对称排布；处于对角的两个子阴极为一组，离子推力器工作时，其中一组子阴极工作，另外一组子阴极处于关机状态；当一组子阴极失效后，另外一组子阴极启动；两个子阴极同时工作降低了单个主阴极的最大发射电流，提高了单个子阴极的寿命，有助于推力器寿命的提高；一组子阴极失效之后启动另外一组子阴极，大大提高了离子推力器的寿命；对称子阴极工作可提高放电室内尤其是栅极上游的离子分布的均匀性，有利于提高栅极的寿命，从而提高离子推力器的寿命。
【IPC分类】F03H1/00
【公开号】CN105065221
【申请号】CN201510419168
【发明人】吴先明, 张天平, 孙明明, 龙建飞, 孙运奎
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月16日