本發(fā)明涉及一種離子推力器的殼體，具體涉及一種用于離子推力器的多孔輕量化散熱殼體，屬于等離子體推進(jìn)技術(shù)和熱控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

離子推力器外殼在傳統(tǒng)設(shè)計方案中，其作用僅限于屏蔽內(nèi)部電場，多采用高強(qiáng)度鋁合金，通過掏銑工藝機(jī)加成型，該結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，加工成本高，裝配復(fù)雜。隨著離子推力器口徑和體積的增大，上述缺點越發(fā)明顯；同時，隨著離子推力器功耗的增加，也對通過外殼的散熱效率提出了更高的要求。為了適應(yīng)高性能、大功率離子推力器研制需求，需要研制一種具有散熱功能且輕量化的離子推力器用殼體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有離子推力器殼體質(zhì)量大、加工成本高以及不具備散熱功能的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種離子推力器用輕量化散熱殼體，該殼體在保持屏蔽內(nèi)部電場作用的同時，降低殼體相對離子推力器總體的質(zhì)量占比，提高通過殼體向空間熱輻射的傳熱效率，同時有利于出氣從而降低低氣壓打火風(fēng)險。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種離子推力器用輕量化散熱殼體，所述殼體是由多孔金屬板拼裝而成的；

多孔金屬板通過壓板固定在離子推力器金屬框架的外表面上，且每一個多孔金屬板安裝在與其形狀相對應(yīng)的離子推力器金屬框架上。

優(yōu)選的，所述多孔金屬板是采用本色陽極處理的5052鋁鎂系防銹鋁板，發(fā)射率≥0.75，吸收率≤0.3，厚度為0.2mm～0.5mm。

采用激光切割工藝或沖壓工藝在金屬板上加工小孔。

多孔金屬板上加工的小孔直徑D由離子推力器內(nèi)部屏柵極對殼體的電場強(qiáng)度來確定，電場強(qiáng)度E＝U/d，其中U為屏柵極電壓，d為屏柵極距殼體的最小距離；通過試驗測試可知，當(dāng)U≤2000V時，優(yōu)選D＝d/20，此時既可實現(xiàn)屏柵電壓的可靠屏蔽，又不會造成離子推力器外稀薄等離子體的返流。

多孔金屬板的開孔面積越大，則散熱能力越好，質(zhì)量也越輕，但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越差，為了平衡上述兩方面的要求，兩個相鄰小孔的中心距為L，小孔的直徑為D，則優(yōu)選L＝(1.2～1.8)D。

有益效果：

本發(fā)明所述的殼體采用多孔金屬板結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)的掏銑殼體結(jié)構(gòu)，大幅度降低了殼體質(zhì)量，傳統(tǒng)殼體由于功能和工藝的限制，壁厚不能太薄，傳統(tǒng)殼體質(zhì)量占總質(zhì)量的20％左右，而本發(fā)明所述殼體質(zhì)量不超過總質(zhì)量的5％。另外，本發(fā)明所述殼體的金屬板上加工小孔，開孔結(jié)構(gòu)使離子推力器內(nèi)部高溫部件直接暴露于深冷空間，提高了輻射散熱的效率；同時，多孔結(jié)構(gòu)有利于出氣，降低低氣壓打火的風(fēng)險。本發(fā)明所述殼體裝配的工藝簡單，制造成本低。

附圖說明

圖1為實施例中所述離子推力器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實施例中所述多孔金屬板的局部放大示意圖。

其中，1-多孔金屬板Ⅰ，2-多孔金屬板Ⅱ，3-多孔金屬板Ⅲ，4-多孔金屬板Ⅳ，5-壓板Ⅰ，6-壓板Ⅱ，7-壓板Ⅲ，8-壓板Ⅳ，9-小孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實施例1

一種離子推力器用輕量化散熱殼體，所述離子推力器的金屬框架分為小圓柱體段、小圓錐體段、大圓錐體段以及大圓柱體段四部分，如圖1所示；相應(yīng)的，所述離子推力器的殼體由多孔金屬板Ⅰ1、多孔金屬板Ⅱ2、多孔金屬板Ⅲ3以及多孔金屬板Ⅳ4拼裝成的；在所述多孔金屬板的平面狀態(tài)下，多孔金屬板Ⅰ1和多孔金屬板Ⅳ4的形狀為長方形，多孔金屬板Ⅱ2和多孔金屬板Ⅲ3的形狀為扇形；

所述多孔金屬板是采用本色陽極處理的5052鋁鎂系防銹鋁板，發(fā)射率≥0.75，吸收率≤0.3，厚度為0.3mm，并且采用激光切割工藝在其表面加工小孔9，如圖2所示；

將所述多孔金屬板裝配到離子推力器的金屬框架時：先將長方形的多孔金屬板Ⅰ1以及多孔金屬板Ⅳ4分別卷折為圓柱體結(jié)構(gòu)，然后將多孔金屬板Ⅰ1貼在離子推力器金屬框架的小圓柱體段上，將多孔金屬板Ⅳ4貼在離子推力器金屬框架的大圓柱體段上，并且多孔金屬板Ⅰ1和多孔金屬板Ⅳ4的內(nèi)表面分別與離子推力器的金屬框架相接觸，再將壓板Ⅰ5置于多孔金屬板Ⅰ1的外表面上并用螺釘將壓板Ⅰ5與離子推力器的金屬框架進(jìn)行固定連接，將壓板Ⅳ8置于多孔金屬板Ⅳ4的外表面上并用螺釘將壓板Ⅳ8與離子推力器的金屬框架進(jìn)行固定連接；將扇形的多孔金屬板Ⅱ2和多孔金屬板Ⅲ3分別卷折為圓錐體結(jié)構(gòu)，然后將多孔金屬板Ⅱ2貼在離子推力器金屬框架的小圓錐體段上，將多孔金屬板Ⅲ3貼在離子推力器金屬框架的大圓錐體段上，并且多孔金屬板Ⅱ2和多孔金屬板Ⅲ3的內(nèi)表面分別與離子推力器的金屬框架相接觸，再將壓板Ⅱ6置于多孔金屬板Ⅱ2的外表面上并用螺釘將壓板Ⅱ6與離子推力器的金屬框架進(jìn)行固定連接，將壓板Ⅲ7置于多孔金屬板Ⅲ3的外表面上并用螺釘將壓板Ⅲ7與離子推力器的金屬框架進(jìn)行固定連接，則在離子推力器的金屬框架上形成所述殼體；

本實施例所述離子推力器內(nèi)部屏柵極的電壓U≤2000V，屏柵極距本實施例所述殼體的最小距離為d，所述多孔金屬板上加工的小孔9直徑D＝d/20，所述多孔金屬板上兩個相鄰小孔9之間的中心距離L＝1.5D。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。