一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種加熱裝置，具體地說，是涉及一種用于霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代航天深空探測技術(shù)的大力發(fā)展，傳統(tǒng)的冷氣直接噴射系統(tǒng)由于總沖的限制，不能用于長時間的在軌管理。同時，由于小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星、行星探測器及深空探測、星際航行等空間探測技術(shù)的興起，要求航天器上的推進(jìn)系統(tǒng)質(zhì)量更輕、體積更小、效率更高，發(fā)展比沖高、結(jié)構(gòu)緊湊、消耗工質(zhì)少，成本低廉?；魻栯娡七M(jìn)就是這樣一種綜合性能優(yōu)良的空間推進(jìn)方式，它是通過霍爾效應(yīng)的原理加速推進(jìn)劑離子產(chǎn)生反作用推力的推進(jìn)裝置，霍爾電推進(jìn)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)和配電系統(tǒng)簡單、推力密度高、功率推力比小、技術(shù)成熟度高、飛行應(yīng)用經(jīng)驗豐富、空間適應(yīng)性良好等優(yōu)點，在國際航天領(lǐng)域研宄和應(yīng)用最為活躍，它主要應(yīng)用于星體的軌道提升、姿態(tài)保持和深空探測、星際航行等主推進(jìn)領(lǐng)域的?；魻柾屏ζ髟诠ぷ鲿r，需要一個中和器裝置，該中和器裝置通過加熱器將發(fā)射體緩慢加熱產(chǎn)生熱電子，一部分熱電子用來電離進(jìn)入陰極管內(nèi)的中性氣體，另一部分用來中和中和推力器噴出的離子流，避免航天器帶電。
[0003]現(xiàn)有的加熱器的絕緣層采用涂敷-燒結(jié)工藝制成，此種工藝操作繁瑣；人為因素影響大，導(dǎo)致加熱絲再結(jié)晶現(xiàn)象嚴(yán)重，容易發(fā)生加熱絲脆斷現(xiàn)象；由于絕緣層是自然粘合而成，絕緣層制作過程中加入了有機(jī)溶劑，會導(dǎo)致絕緣瓷管的瓷疏松多孔。
[0004]加熱器工作時，要保證發(fā)射體正常工作，溫度須在1100°C以上，加熱絲的溫度就必須在1400°C以上。現(xiàn)有的加熱器結(jié)構(gòu)，不論是預(yù)熱階段還是穩(wěn)定工作階段，絕緣瓷管與加熱絲長時間處于高溫狀態(tài)，兩種材料長期高溫滲透使絕緣瓷管的絕緣性能下降，會導(dǎo)致加熱絲短路；現(xiàn)有的加熱器中，絕緣瓷管與加熱絲熱膨脹系數(shù)不一致且加熱器的絕緣層與加熱絲熱膨脹系數(shù)也不一致，在熱循環(huán)沖擊使用狀態(tài)時容易造成絕緣層龜裂，甚至脫落，導(dǎo)致絕緣性能下降；同時中和器工作時，加熱器在等離子流濺射、沖擊環(huán)境中，現(xiàn)有的熱屏蔽層很容易燒損，造成熱屏蔽效果下降。這些缺點都嚴(yán)重影響加熱器的可靠性和壽命，不能滿足飛行器航天工程使用的可靠性和壽命要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為此基于上述情況，本實用新型的目的在于提供一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述中和器加熱裝置包括屏蔽層、絕緣瓷管和加熱絲；所述屏蔽層包括屏蔽瓷管和置于屏蔽瓷管外側(cè)周面上的熱屏蔽層；所述絕緣瓷管為熱壓成型的瓷管，所述加熱絲為經(jīng)過高溫定型的熱絲；所述絕緣瓷管置于中和器發(fā)射體管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述加熱絲置于絕緣瓷管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述屏蔽瓷管置于加熱絲上。
[0007]所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述絕緣瓷管外側(cè)設(shè)有螺旋形狀的槽，所述加熱絲繞制呈螺旋形狀并置于絕緣瓷管外側(cè)的螺旋形狀的槽中。
[0008]所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述中和器加熱裝置還包括置于屏蔽層外的保護(hù)層，保護(hù)層一般采用加工塑性優(yōu)良、熔點高、耐等離子體轟擊的鎢合金、鉬合金或鉭銀合金材料制成。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0010](I)加熱功率減少10%以上；
[0011](2)正常工作最長預(yù)熱時間減少10%以；
[0012](3)通過力學(xué)環(huán)境試驗:裝配在中和器中按照XX衛(wèi)星力學(xué)環(huán)境試驗要求進(jìn)行，通過試驗考核；
[0013](4)壽命試驗:在霍爾推進(jìn)器穩(wěn)定工作狀態(tài)下，中和器發(fā)射電流達(dá)(4.5?5 ) A下進(jìn)行試驗，正常工作壽命達(dá)到10000小時、熱循環(huán)沖擊累計10000次以上，中和器工作狀態(tài)仍無明顯變化。完全滿足飛行器航天工程使用的可靠性和壽命要求。
【附圖說明】
[0014]圖1本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3本實用新型加熱絲形狀的示意圖；
[0017]圖4本實用新型絕緣瓷管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-絕緣瓷管，2-屏蔽瓷管，3-加熱絲，4-熱屏蔽層，5-保護(hù)層。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0020]實施例一
[0021]如圖1所示，本實用新型公開的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述中和器加熱裝置包括屏蔽層、絕緣瓷管和加熱絲；所述屏蔽層包括屏蔽瓷管和置于屏蔽瓷管外側(cè)周面上的熱屏蔽層；所述絕緣瓷管為熱壓成型的瓷管，所述加熱絲為經(jīng)過高溫定型的熱絲；所述絕緣瓷管置于中和器發(fā)射體管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述加熱絲置于絕緣瓷管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述屏蔽瓷管置于加熱絲上，所述絕緣瓷管外側(cè)設(shè)有螺旋形狀的槽，所述加熱絲繞制呈螺旋形狀并置于絕緣瓷管外側(cè)的螺旋形狀的槽中。
[0022]實施例二
[0023]如圖2所示，本實用新型公開的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述中和器加熱裝置包括屏蔽層、絕緣瓷管和加熱絲；所述屏蔽層包括屏蔽瓷管和置于屏蔽瓷管外側(cè)周面上的熱屏蔽層；所述絕緣瓷管為熱壓成型的瓷管，所述加熱絲為經(jīng)過高溫定型的熱絲；所述絕緣瓷管置于中和器發(fā)射體管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述加熱絲置于絕緣瓷管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述屏蔽瓷管置于加熱絲上，所述絕緣瓷管外側(cè)設(shè)有螺旋形狀的槽，所述加熱絲繞制呈螺旋形狀并置于絕緣瓷管外側(cè)的螺旋形狀的槽中，所述中和器加熱裝置還包括置于屏蔽層外的保護(hù)層，保護(hù)層采用鎢合金、鉬合金或鉭鈮合金材料制成。
[0024]所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，所述保護(hù)層為耐高溫和/或耐等離子體轟擊的材料，鉬合金或鉭鈮合金制成。
[0025]采用本實用新型所述的實施例后與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0026](I)加熱功率減少10%以上；
[0027](2)正常工作最長預(yù)熱時間減少10%以；
[0028](3)通過力學(xué)環(huán)境試驗:裝配在中和器中按照XX衛(wèi)星力學(xué)環(huán)境試驗要求進(jìn)行，通過試驗考核；
[0029](4)壽命試驗:在霍爾推進(jìn)器穩(wěn)定工作狀態(tài)下，中和器發(fā)射電流達(dá)(4.5?5 ) A下進(jìn)行試驗，正常工作壽命達(dá)到10000小時、熱循環(huán)沖擊累計10000次以上，中和器工作狀態(tài)仍無明顯變化。完全滿足飛行器航天工程使用的可靠性和壽命要求。
[0030]上述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實用新型的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，其特征在于，所述中和器加熱裝置包括屏蔽層、絕緣瓷管和加熱絲；所述屏蔽層包括屏蔽瓷管和置于屏蔽瓷管外側(cè)周面上的熱屏蔽層；所述絕緣瓷管為熱壓成型的瓷管，所述加熱絲為經(jīng)過高溫定型的熱絲；所述絕緣瓷管置于中和器發(fā)射體管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述加熱絲置于絕緣瓷管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述屏蔽瓷管置于加熱絲上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，其特征在于，所述絕緣瓷管外側(cè)設(shè)有螺旋形狀的槽，所述加熱絲繞制呈螺旋形狀并置于絕緣瓷管外側(cè)的螺旋形狀的槽中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，其特征在于，所述中和器加熱裝置還包括置于屏蔽層外的保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求3所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，其特征在于，所述保護(hù)層為耐高溫和/或耐等離子體轟擊的材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，其特征在于，所述耐高溫和/或耐等離子轟擊的材料是鎢合金、鉭鈮合金或鉬合金。
【專利摘要】本實用新型公開了一種霍爾推進(jìn)器的中和器加熱裝置，包括屏蔽層、絕緣瓷管和加熱絲；所述屏蔽層包括屏蔽瓷管和置于屏蔽瓷管外側(cè)周面上的熱屏蔽層；所述絕緣瓷管為熱壓成型的瓷管，所述加熱絲為經(jīng)過高溫定型的熱絲；所述絕緣瓷管置于中和器發(fā)射體管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述加熱絲置于絕緣瓷管的外側(cè)周面上并沿其周向分布；所述屏蔽瓷管置于加熱絲上，所述中和器加熱裝置具有較好的導(dǎo)致絕緣性能、熱屏蔽效果，具有較高的可靠性和壽命。
【IPC分類】F03H1-00, H05B3-42
【公開號】CN204598341
【申請?zhí)枴緾N201520195259
【發(fā)明人】唐海宸, 王曙光, 劉冬梅, 喬彩霞, 康小錄
【申請人】成都國光電氣股份有限公司, 上海空間推進(jìn)研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月2日