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中原航天霍尔电推动内燃机研制赢得重大突破,航天科学和技术六院801所霍尔电推进研商获重大进展
2020-05-07 187

日前,中国航天科技集团公司六院801所完成了80毫牛霍尔推力器长寿命性能试验,工作时间率先突破8000小时,关键性能指标达到任务指标要求,已具备在轨可靠稳定运行15年以上的能力。这为多个在研型号任务及后续全电推进任务提供了最直接的技术支撑。

图片 1 资料图:100型磁聚焦霍尔推力器

霍尔推力器具有高比冲、小推力特性,在执行空间推进任务时通常需要长时间连续工作。因此,推力器的可靠性要求极高。霍尔推力器工作机理的研究和寿命预估方法,既是国内外研究的重点,也是难点,至今仍无有效而可信的理论预测算法。为确保80毫牛霍尔推力器满足8000小时寿命性能要求,必须在地面真空舱内对其进行1:1的寿命试验。

  原标题:我国霍尔电推进研制取得重大突破

801所80毫牛霍尔推力器长寿命试验已累计开展近2年的时间。因试验期间产品需连续不间断点火,团队成员轮流值班,即便在节假日期间仍坚守岗位,时刻监测着推力器工作数据。

  春节假期刚过,中国航天科技集团公司六院801所传来好消息:我国霍尔电推进技术取得重大突破——80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验率先突破18000小时,累计点火15000次,远超7500小时、累计点火8000次的典型任务指标要求。该项技术的突破,将为我国电推进系统进入全面应用的新时代奠定坚实基础。本次空心阴极长寿命试验已累计开展了三年。由于产品需要不间断点火,春节期间工作人员仍坚守岗位进行试验。2月19日羊年正月初一,产品实现了18000小时的寿命突破,目前性能稳定,试验还在持续进行中。

据悉,该所霍尔推力器主要组成部分的空心阴极长寿命试验也已率先突破28000小时,累计点火15000次,达到国际先进水平。 来源:航天科技网站

  霍尔推力器主要由霍尔加速器和空心阴极两部分组成,其中霍尔加速器提供推进剂电离、加速区域产生推力,空心阴极承担着点火和羽流中和的重任,被誉为电推力器的“心脏”,是决定电推力器、电推进系统性能和可靠性的关键组件。霍尔推力器的寿命由这两部分的寿命综合决定。

  目前霍尔加速器的寿命可由较短时间的磨损试验来预估,但对于空心阴极的寿命,国际上还未形成切实有效的预估方法,必须通过1:1地面寿命试验来验证。因此空心阴极长寿命技术的突破,是我国电推进系统进入全面应用的前提和基础。

  801所在“两弹一星”元勋任新民院士的倡导下,于1994年在国内率先开展霍尔电推进技术和应用研究。20多年来,该所研制了我国首台霍尔推力器、首台多模式霍尔推力器和首套霍尔电推进系统,实现了我国霍尔电推进的首次空间飞行,使我国成为继俄、美、欧之后第四个掌握霍尔电推进技术的国家。

  801所研制的多种霍尔电推进系统推力器功率覆盖0.1~5kW,将应用在静止轨道卫星、低轨卫星、深空探测器和大型载人航天器上,将大幅提升航天器承载能力、寿命和综合性能。