CN109026580A - 一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于霍尔推进器技术领域，尤其涉及一种霍尔推力器气体推进剂的输送方法。该霍尔推进器包括有环状的储气室、阳极和电离通道，气体推进剂由输气管进入储气室，再穿过阳极进入电离通道发生电离。本发明将储气室分为两级，且在输气管与一级储气室之间、一级和二级储气室之间、二级储气室与阳极之间均设置有隔离膜或隔离板，在隔离板上设置有微孔和可启闭的微孔盖，微孔盖根据储气室内的气压和/或温度和/或气体留存的时间是否达到预设范围来启闭，一方面通过冷却的气体推进剂在储气室内停留以可控地降低壁面温度，以减少顺磁；另一方面通过设置两级储气室，大大降低气体推进剂的流速，使穿过阳极的气体推进剂充分电离，提高了电离效率。

Description

一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法
所属技术领域
本发明属于霍尔推进器技术领域，尤其涉及一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法。
背景技术
今年来霍尔推进器以其高能效、高比冲、小推力和长寿命等良好的综合性能已经成为各类卫星的首选动力装置，但如何提高电离效率、进一步提高霍尔推进器的使用寿命依然是当今本领域内的主要难题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，它是采用以下技术方案来实现的。
一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述霍尔推进器主要包括有环状的电离通道、输气管、阳极和储气室，所述储气室用于存储由所述输气管进入其内的气体推进器，并且该储气室被分为一级储气室和二级储气室；所述气体推进剂进入输气管并随管传输至所述一级储气室，在该一级储气室与二级储气室之间的隔离板或隔离膜上均具有连通上述两个储气室的微孔，当所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第一预设范围时，则所述气体推进剂主动或被动由所述微孔进入所述二级储气室，使得所述气体推进剂在所述二级储气室内的流阻比其在所述一级储气室内的流阻更大、流速也更低；若所述气体推进剂在所述二级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第二预设范围时，则所述气体推进剂进入所述阳极，当所述气体推进剂穿过所述阳极并进入所述电离通道时，则在该电离通道内发生电离以形成离子颗粒，该离子颗粒经磁场加速推进并迅速排出。
作为本技术的进一步改进，所述隔离膜为具有一定穿透率的微孔薄膜，若所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或温度达到其穿透率所允许的气压和/或温度值时，则所述气体推进剂主动穿过所述隔离膜的所述微孔进入二级储气室内。
作为本技术的进一步改进，所述隔离板为隔离所述一级储气室和所述二级储气室的薄板，在该薄板上沿中心线方向均匀布置有多个微孔，所述气体推进剂可由该微孔从所述一级储气室进入所述二级储气室，该微孔上设置有用于阻隔所述气体推进剂流动的微孔盖，当所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或气体的存留时间达到第一预设范围时，则通过控制器控制所述微孔盖打开，使所述气体推进剂进入所述二级储气室。
作为本技术的进一步改进，所述微孔也可在所述隔离板上沿其半径线条方向均匀布置，其数量与所述微孔盖的数量相同；所述壁面温度为所述一级储气室和二级储气室的外壁面温度，该外壁面上设置有多个温度传感器，以将所述外壁面温度值传递至所述控制器，从而使控制器控制所述微孔盖是否开闭。
作为本技术的进一步改进，在所述气体推进剂由所述二级储气室进入所述阳极之前，所述气体推进剂需穿透设置在所述二级储气室内并贴近、且不接触所述阳极的薄膜，该薄膜均匀密布有细小气孔，以使所述气体推进剂在进入所述阳极之前再次降低气体流速，从而使其在进入所述电离通道前均匀分布并穿过所述阳极，以提高电离效率；所述控制器同时也根据气压传感器和/或温度传感器传递的所述一级储气室内的气压和/或温度信号来控制所述气体推进剂在所述输气管内的流量，具体为控制设置在所述一级储气室与所述输气管之间的输气阀的开闭，来阻断所述气体推进剂向所述一级储气室供气，或者来对所述一级储气室内的所述气体推进剂进行实时补充。
作为本技术的进一步改进，所述微孔的孔径优选为0.05-0.25mm。
采用本发明所述的技术方案及其改进的技术方案具有如下有益的技术效果：
（1）、本发明将储气室分为两级，且分别在输气管与一级储气室之间、一级储气室和二级储气室之间、二级储气室与阳极之间均设置有隔离膜或隔离板，通过设置两级储气室，大大降低气体推进剂的流速、并提高了流阻，使穿过阳极的气体推进剂分布均匀，进入电离通道后得到充分电离。
（2）、本发明在隔离板上设置有微孔和可启闭的微孔盖，微孔盖根据储气室内的气压和/或温度和/或气体留存的时间是否达到预设范围来启闭，使得冷却的气体推进剂在储气室内停留以可控地降低壁面温度，进而大大降低顺磁现象发生的概率，大大提高了霍尔推进器的使用寿命。
（3）、本发明在输气管和一级储气室之间还设置有输气阀，可控制阻断气体推进剂向一级储气室供气，同时也可对一级储气室内的气体推进剂进行实时补充，以维持该储气室内的气压达到一定范围，从而对储气室内的气体流量进行实时控制。
附图说明
图1是现有技术的霍尔推进器结构示意图。
图2是本发明的霍尔推进器第一具体实施例示意图。
图3是本发明的霍尔推进器第二具体实施例示意图。
具体实施方式
具体实施方式1：
一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述霍尔推进器主要包括有环状的电离通道、输气管、阳极和储气室，所述储气室用于存储由所述输气管进入其内的气体推进器，并且该储气室被分为一级储气室和二级储气室；所述气体推进剂进入输气管并随管传输至所述一级储气室，在该一级储气室与二级储气室之间的隔离板或隔离膜上均具有连通上述两个储气室的微孔，当所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第一预设范围时，则所述气体推进剂主动或被动由所述微孔进入所述二级储气室，使得所述气体推进剂在所述二级储气室内的流阻比其在所述一级储气室内的流阻更大、流速也更低；若所述气体推进剂在所述二级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第二预设范围时，则所述气体推进剂进入所述阳极，当所述气体推进剂穿过所述阳极并进入所述电离通道时，则在该电离通道内发生电离以形成离子颗粒，该离子颗粒经磁场加速推进并迅速排出。
作为本技术的进一步改进，所述隔离膜为具有一定穿透率的微孔薄膜，若所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或温度达到其穿透率所允许的气压和/或温度值时，则所述气体推进剂主动穿过所述隔离膜的所述微孔进入二级储气室内。
具体实施方式2：
一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述霍尔推进器主要包括有环状的电离通道、输气管、阳极和储气室，所述储气室用于存储由所述输气管进入其内的气体推进器，并且该储气室被分为一级储气室和二级储气室；所述气体推进剂进入输气管并随管传输至所述一级储气室，在该一级储气室与二级储气室之间的隔离板或隔离膜上均具有连通上述两个储气室的微孔，当所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第一预设范围时，则所述气体推进剂主动或被动由所述微孔进入所述二级储气室，使得所述气体推进剂在所述二级储气室内的流阻比其在所述一级储气室内的流阻更大、流速也更低；若所述气体推进剂在所述二级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第二预设范围时，则所述气体推进剂进入所述阳极，当所述气体推进剂穿过所述阳极并进入所述电离通道时，则在该电离通道内发生电离以形成离子颗粒，该离子颗粒经磁场加速推进并迅速排出。
所述隔离板为隔离所述一级储气室和所述二级储气室的薄板，在该薄板上沿中心线方向均匀布置有多个微孔，所述气体推进剂可由该微孔从所述一级储气室进入所述二级储气室，该微孔上设置有用于阻隔所述气体推进剂流动的微孔盖，当所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或气体的存留时间达到第一预设范围时，则通过控制器控制所述微孔盖打开，使所述气体推进剂进入所述二级储气室。
作为本技术的进一步改进，所述微孔也可在所述隔离板上沿其半径线条方向均匀布置，其数量与所述微孔盖的数量相同；所述壁面温度为所述一级储气室和二级储气室的外壁面温度，该外壁面上设置有多个温度传感器，以将所述外壁面温度值传递至所述控制器，从而使控制器控制所述微孔盖是否开闭。
对于以上两种具体实施方式，本技术进一步的改进为：在所述气体推进剂由所述二级储气室进入所述阳极之前，所述气体推进剂需穿透设置在所述二级储气室内并贴近、且不接触所述阳极的薄膜，该薄膜均匀密布有细小气孔，以使所述气体推进剂在进入所述阳极之前再次降低气体流速，从而使其在进入所述电离通道前均匀分布并穿过所述阳极，以提高电离效率；所述控制器同时也根据气压传感器和/或温度传感器传递的所述一级储气室内的气压和/或温度信号来控制所述气体推进剂在所述输气管内的流量，具体为控制设置在所述一级储气室与所述输气管之间的输气阀的开闭，来阻断所述气体推进剂向所述一级储气室供气，或者来对所述一级储气室内的所述气体推进剂进行实时补充。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述霍尔推进器主要包括有环状的电离通道、输气管、阳极和储气室，所述储气室用于存储由所述输气管进入其内的气体推进器，并且该储气室被分为一级储气室和二级储气室；所述气体推进剂进入输气管并随管传输至所述一级储气室，在该一级储气室与二级储气室之间的隔离板或隔离膜上均具有连通上述两个储气室的微孔，当所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第一预设范围时，则所述气体推进剂主动或被动由所述微孔进入所述二级储气室，使得所述气体推进剂在所述二级储气室内的流阻比其在所述一级储气室内的流阻更大、流速也更低；若所述气体推进剂在所述二级储气室内的气压和/或壁面温度和/或存留的时间达到第二预设范围时，则所述气体推进剂进入所述阳极，当所述气体推进剂穿过所述阳极并进入所述电离通道时，则在该电离通道内发生电离以形成离子颗粒，该离子颗粒经磁场加速推进并迅速排出。
2.根据权利要求1所述的一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述隔离膜为具有一定穿透率的微孔薄膜，若所述气体推进剂在所述一级储气室内的气压和/或温度达到其穿透率所允许的气压和/或温度值时，则所述气体推进剂主动穿过所述隔离膜的所述微孔进入二级储气室内。
3.根据权利要求1所述的一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述隔离板为隔离所述一级储气室和所述二级储气室的薄板，在该薄板上沿中心线方向均匀布置有多个微孔，所述气体推进剂可由该微孔从所述一级储气室进入所述二级储气室，该微孔上设置有用于阻隔所述气体推进剂流动的微孔盖，当所述一级储气室内的气压和/或壁面温度和/或气体的存留时间达到第一预设范围时，则通过控制器控制所述微孔盖打开，使所述气体推进剂进入所述二级储气室。
4.根据权利要求3所述的一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述微孔也可在所述隔离板上沿其半径线条方向均匀布置，其数量与所述微孔盖的数量相同；所述壁面温度为所述一级储气室和二级储气室的外壁面温度，该外壁面上设置有多个温度传感器，以将所述外壁面温度值传递至所述控制器，从而使控制器控制所述微孔盖是否开闭。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：在所述气体推进剂由所述二级储气室进入所述阳极之前，所述气体推进剂需穿透设置在所述二级储气室内并贴近、且不接触所述阳极的薄膜，该薄膜均匀密布有细小气孔，以使所述气体推进剂在进入所述阳极之前再次降低气体流速，从而使其在进入所述电离通道前均匀分布并穿过所述阳极，以提高电离效率；所述控制器同时也根据气压传感器和/或温度传感器传递的所述一级储气室内的气压和/或温度信号来控制所述气体推进剂在所述输气管内的流量，具体为控制设置在所述一级储气室与所述输气管之间的输气阀的开闭，来阻断所述气体推进剂向所述一级储气室供气，或者来对所述一级储气室内的所述气体推进剂进行实时补充。
6.根据权利要求5所述的一种霍尔推进器气体推进剂的输送方法，其特征在于：所述微孔的孔径优选为0.05-0.25mm。
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