一种微牛顿级推进器离子束自动中和的方法与流程

1.本发明涉及电子推进技术领域，特别涉及一种微牛顿级推进器离子束自动中和的方法。


背景技术：

2.微牛顿离子推进器为空间电推进技术的一种，其特点是推力小、比冲高，广泛应用于空间推进，包括网格推进器和霍尔推进器两种，这两种推进器都需要有效的电子源来中和离子束产生推力，但是现在的阴极中和器技术的功耗非常大，导致了资源的浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种微牛顿级推进器离子束自动中和的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微牛顿级推进器离子束自动中和的方法，包括以下步骤：
5.步骤一：通过电子发射机构向推进器内部发射电子，电子与推进器内的中性原子碰撞形成正离子；
6.步骤二：步骤一中形成的正离子通过栅板机构发射出推进器；
7.步骤三：通过栅板机构的正离子与辅助机构接触；
8.步骤四：通过发射器推进器外的中和发射机构发射出中和电子，中和电子与轰击机构相碰撞；
9.步骤五，接触了辅助机构的正离子与轰击后的中和电子进行中和；
10.所述步骤三中的辅助机构由冷高电子发射材料组成，所述冷高电子发射材料的一侧设置有推进器筒体，所述冷高电子发射材料安装于推进器筒体的一侧；
11.所述步骤四中的轰击机构由嵌入物组成，所述步骤四中的中和发射机构安装于推进器筒体的外壁，所述嵌入物安装于中和发射机构的一侧。
12.优选的，所述步骤一中的电子发射机构包括进口和发射电子枪，所述进口开设于推进器筒体的另一侧，所述发射电子枪穿插设置于进口的内部。
13.优选的，所述发射电子枪的外部套设有第一环形磁铁，所述第一环形磁铁与发射电子枪之间固定连接有多个第一连接杆。
14.优选的，所述推进器筒体的外壁套设有多个第二环形磁铁，多个所述第二环形磁铁均与推进器筒体之间设置有多个第二连接杆。
15.优选的，所述栅板机构包括正极栅板和负极栅板，所述正极栅板和推进器筒体之间固定连接有多个第一连接块，所述负极栅板与正极栅板之间固定连接有多个第二连接块，所述负极栅板与冷高电子发射材料之间固定连接有多个第三连接块，所述正极栅板和负极栅板的一侧均开设有均匀分布的发射孔。
16.优选的，所述中和发射机构包括中和电子枪，所述推进器筒体的外壁固定连接有
安装杆，所述中和电子枪安装于安装杆的一端，所述嵌入物安装于中和电子枪的一端。
17.本发明的技术效果和优点：
18.本发明利用辅助机构和轰击机构的设置，离子束与辅助机构内的冷高电子发射材料接触，中和电子枪发射出的中和电子轰击轰击机构内的嵌入物，这种方式具有仔细的磁剖面和羽流形状，同时降低了中和时的功耗，提高了资源的利用率。
附图说明
19.图1为本发明正面剖视结构示意图。
20.图中：1、推进器筒体；2、进口；21、发射电子枪；3、第一环形磁铁；31、第一连接杆；4、第二环形磁铁；41、第二连接杆；5、冷高电子发射材料；6、嵌入物；7、正极栅板；71、负极栅板；72、发射孔；8、第一连接块；81、第二连接块；82、第三连接块；9、中和电子枪；91、安装杆。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供了如图1所示的一种微牛顿级推进器离子束自动中和的方法，包括以下步骤：
23.步骤一：通过电子发射机构向推进器内部发射电子，电子与推进器内的中性原子碰撞形成正离子；
24.步骤二：步骤一中形成的正离子通过栅板机构发射出推进器；
25.步骤三：通过栅板机构的正离子与辅助机构接触；
26.步骤四：通过发射器推进器外的中和发射机构发射出中和电子，中和电子与轰击机构相碰撞；
27.步骤五，接触了辅助机构的正离子与轰击后的中和电子进行中和；
28.步骤三中的辅助机构由冷高电子发射材料5组成，冷高电子发射材料5的一侧设置有推进器筒体1，冷高电子发射材料5安装于推进器筒体1的一侧；
29.步骤四中的轰击机构由嵌入物6组成，步骤四中的中和发射机构安装于推进器筒体1的外壁，嵌入物6安装于中和发射机构的一侧，中和发射机构呈倾斜设置，同时嵌入物6相对于中和发射机构也成倾斜设置，从而使得中和发射机构发出的中和电子可以撞击到嵌入物6上，并通过嵌入物6的导向使得中和电子倾斜向下移动并与接触过冷高电子发射材料5的正离子进行中和；
30.步骤一中的电子发射机构包括进口2和发射电子枪21，进口2开设于推进器筒体1的另一侧，发射电子枪21穿插设置于进口2的内部；
31.发射电子枪21的外部套设有第一环形磁铁3，第一环形磁铁3与发射电子枪21之间固定连接有多个第一连接杆31，通过第一连接杆31将第一环形磁铁3安装在发射电子枪21的外壁；
32.推进器筒体1的外壁套设有多个第二环形磁铁4，多个第二环形磁铁4均与推进器
筒体1之间设置有多个第二连接杆41，通过第二连接杆41将多个第二环形磁铁4安装在推进器筒体1的外壁，第一连接杆31和第二连接杆41均为绝缘材料，，使得第一环形磁铁3和第二环形磁铁4使用时不受影响，提高了推进器使用的稳定性；
33.栅板机构包括正极栅板7和负极栅板71，正极栅板7和推进器筒体1之间固定连接有多个第一连接块8，负极栅板71与正极栅板7之间固定连接有多个第二连接块81，负极栅板71与冷高电子发射材料5之间固定连接有多个第三连接块82，正极栅板7和负极栅板71的一侧均开设有均匀分布的发射孔72，通过第一连接块8对正极栅板7与推进器筒体1连接，通过第二连接块81使得负极栅板71与正极栅板7连接，通过第三连接块82使得冷高电子发射材料5与负极栅板71连接，使得离子束可以依次通过正极栅板7和负极栅板71上的发射孔72，从而使得离子束与冷高电子发射材料5接触；
34.中和发射机构包括中和电子枪9，推进器筒体1的外壁固定连接有安装杆91，中和电子枪9安装于安装杆91的一端，嵌入物6安装于中和电子枪9的一端。
35.本发明工作原理：
36.中性原子通过进口2进入推进器筒体1内，同时发射电子枪21向推进器筒体1内发射电子，电子进入推进器筒体1内与推进器筒体1内的中性原子碰撞，碰撞后，电子与中性原子形成正离子，正离子依次通过正极栅板7上的发射孔72和负极栅板71上的发射孔72发射出，并与冷高电子发射材料5接触，然后推进器筒体1外部的中和电子枪9发射出中和电子，中和电子发射出与嵌入物6轰击，然后使得中和电子与正离子接触进行中和，即可在中和的同时降低耗能。
37.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。