一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件的制作方法

本申请涉及航天推进，具体而言，涉及一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件。

背景技术：

1、离子推力器作为空间推进的主流方式，具有比冲高、寿命长、控制精度高的特点，是提升卫星平台能力的主要手段。

2、随着空间探测边界不断扩大，探测任务形势严峻，需提高推力器寿命，碳材料栅极具有较好的耐溅射能力，能显著提高推力器寿命，但碳材料热膨胀系数和推力器其他金属材料相比极小，在经历空间热环境过程产生的热形变不匹配，严重影响推力器性能，而离子推力器采用碳栅柔性安装栅极组件可以减小栅极组件的热应力，提高匹配性，保证推力器正常工作。

技术实现思路

1、本申请提供了一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，可以减少栅极组件的热应力，提高离子推力器的性能和寿命。

2、为了实现上述目的，本申请提供了一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，包括栅极极靴、柔性安装架、屏栅安装环、加速栅安装环以及绝缘组件，其中：栅极极靴通过柔性安装架与屏栅安装环连接；屏栅安装环通过绝缘组件与加速栅安装环连接；屏栅安装环的环形中心设置有屏栅极，屏栅极通过螺接的方式与屏栅安装环连接；加速栅安装环的环形中心设置有加速栅极，加速栅极通过螺接的方式与加速栅安装环连接。

3、进一步的，栅极极靴的材料为金属材料，上端与柔性安装架连接，下端与推力器的放电室连接。

4、进一步的，柔性安装架由两个金属零件和一个金属板组成，其中：两个金属零件均为“c”形，金属板为刚性金属板；两个金属零件的下端焊接在金属板上；两个金属零件的上端通过螺接的方式与屏栅安装环连接；两个金属零件的下端和金属板整体通过螺接的方式与栅极极靴连接。

5、进一步的，屏栅安装环和加速栅安装环的材料均为碳素材料，厚度均为1-3mm。

6、进一步的，屏栅极和加速栅极的材料均为碳素材料，厚度均为0.5-1mm。

7、进一步的，屏栅极和加速栅极均为带通孔的栅网结构，屏栅极的通孔与加速栅极的通孔相对应，用于聚集、加速引出等离子体。

8、进一步的，安装完成后，屏栅极与加速栅极之间的距离为0.5-1mm。

9、进一步的，绝缘组件由陶瓷和屏蔽罩组成。

10、本发明提供的一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，具有以下有益效果：

11、本申请针对离子推力器碳材料栅极组件的工作特点，通过使用柔性安装组件，利用“c”形柔性安装架连接栅极极靴和屏栅安装环，可以减小栅极组件的热应力，提高匹配性，保证栅极组件正常工作，提高了栅极组件工作的稳定性，提高了离子推力器的性能和寿命。

技术特征：

1.一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，包括栅极极靴、柔性安装架、屏栅安装环、加速栅安装环以及绝缘组件，其中：

2.根据权利要求1所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述栅极极靴的材料为金属材料，上端与所述柔性安装架连接，下端与推力器的放电室连接。

3.根据权利要求1所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述柔性安装架由两个金属零件和一个金属板组成，其中：

4.根据权利要求1所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述屏栅安装环和所述加速栅安装环的材料均为碳素材料，厚度均为1-3mm。

5.根据权利要求1所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述屏栅极和所述加速栅极的材料均为碳素材料，厚度均为0.5-1mm。

6.根据权利要求5所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述屏栅极和所述加速栅极均为带通孔的栅网结构，所述屏栅极的通孔与所述加速栅极的通孔相对应，用于聚集、加速引出等离子体。

7.根据权利要求6所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，安装完成后，所述屏栅极与所述加速栅极之间的距离为0.5-1mm。

8.根据权利要求1所述的离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，其特征在于，所述绝缘组件由陶瓷和屏蔽罩组成。

技术总结
本申请涉及航天推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器碳栅柔性安装栅极组件，包括栅极极靴、柔性安装架、屏栅安装环、加速栅安装环以及绝缘组件，其中：栅极极靴通过柔性安装架与屏栅安装环连接；屏栅安装环通过绝缘组件与加速栅安装环连接；屏栅安装环的环形中心设置有屏栅极，屏栅极通过螺接的方式与屏栅安装环连接；加速栅安装环的环形中心设置有加速栅极，加速栅极通过螺接的方式与加速栅安装环连接。本申请通过使用柔性安装组件，利用“C”形柔性安装架连接栅极极靴和屏栅安装环，可以减小栅极组件的热应力，提高匹配性，保证栅极组件正常工作，提高了栅极组件工作的稳定性，提高了离子推力器的性能和寿命。

技术研发人员：王东升,胡竟,代鹏,谷增杰,颜能文,耿海,张涛,马伊帆
受保护的技术使用者：兰州空间技术物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14