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霍尔推力器双腔式阳极供气环结构的设计方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-06-26 11:46:57
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：湖南省衡阳市| 黄荣华 | 2023-11-22 10:10:57
霍尔推力器双腔式阳极供气环结构的设计方法，包括根据霍尔推力器放电通道结构及尺寸，确定阳极气体分配环外部尺寸；根据雷诺系数和克努增系数大小判断阳极供气环内气体的流动状态；由下缓冲腔内气体流向特性计算下缓冲腔气体流阻比例；由上缓冲腔内气体流向特性计算上缓冲腔气体流阻比例。
工质气体均匀性判据分析，计算通气孔、出气孔数量范围以及下缓冲腔高度和上缓冲腔高度的取值范围：以及双腔式阳极供气环内工质气体的定量评价，计算气体质量流量最大差异率和气体质量流量平均差异率。本发明能够计算出缓冲腔内的流阻比例关系，准确得到其内部关键参数合理范围，对阳极气体分配器内工质气体供气均匀性进行定量评价从而降低投入，减少耗费。
随着我国微小卫星快速发展以及商业航天兴起，霍尔推力器以其结构简单、效率高、工作寿命长等优势而备受期待。目前实现工质内气体均匀分布多采用多层均质或气孔结构的调节来实现。例如中国专利ZL2020108091998公开了一种低功率霍尔推力器用外置式分配器样机一体化结构，通过设计三层腔室结构，气体经过三次掺混实现均化；中国专利公布号为CN110486242A公开了一种双层气腔的霍尔推力器气体分配器，通过在气体分配器不同层次上设置不同角度的狭缝来实现气体的均化。上述两种方式均能够实现阳极气体均化，然而对器件结构上的要求较高，在制备精度和制备成本上都投入较多、耗费较大，且无法定量评价阳极气体分配环供气均匀性。因此，如何克服偏心压力及大流量作用实现均匀分配的同时降低成本，仍然是阳极供气环内部结构设计的难题。
南华大学是由工业和信息化部、国家国防科技工业局、中国核工业集团公司、中国核工业建设集团公司与湖南省人民政府共建，成立于1958年的全日制公立综合性大学。学校由原隶属中国核工业部的中南工学院、核工业第六研究所与原隶属湖南省的衡阳医学院合并组建而成。学校座落在历史文化名城湖南省衡阳市市区，占地面积3000亩。团队成员有龙建飞，罗威，程谋森，郭宁，柏树，徐禄祥，杨威，孙明明，赵杰，边伟。
通过建立的阳极气体分配器内工质气体流动物理模型，能够获得缓冲腔内工质气体周向流阻和小孔流阻表达式，实现均匀分布条件下的流阻比例关系，准确得到其内部关键参数合理范围。提出了供气均匀性的评价指标，能够对阳极气体分配器内工质气体供气均匀性进行定量评价。本发明的方法无需对阳极气体分配器进行结构上的改进，能够降低投入，减少耗费，且适用于对双腔或多腔式阳极气体分配环气体均质化的设计。
本技术具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。综上所述，该技术属于国家鼓励支持的项目，技术的经济和社会效益客观，技术的投产将改善优化当地产业结构，实现高质量发展的目标。技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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