日前,據中國航天科技六院宣布,由其旗下的上??臻g推進研究所在近期成功研制出了50千瓦級雙環嵌套式霍爾推力器,實現了點火及穩定運轉。這是中國首臺50千瓦雙環嵌套式霍爾推力器,成功運行標志著中國成為了全球繼美俄之后第三個研發此項技術的國家。
霍爾推力器,即霍爾效應推力器,在它的推力系統里推進劑用電場加速,通過對電子的約束作用,利用電子電離推進劑,加速離子產生高速推動力,以中和羽流中的離子。霍爾推力器作為一種先進電推進裝置,具備結構簡便、高能沖特性(約103 s數量級)、高效能(高達60%以上)等眾多優勢,被廣泛應用于衛星定位及姿態調整領域,同時也是未來空間飛行器首選的推動裝置。然而,由于功率需求較大,在太空中需要充足供電予以支持。
大功率電推進技術是當前我國在先進宇航動力領域的戰略重點,尤其在大功率霍爾電推進方面展現出卓越的性能表現。作為現今最為接近空間實際應用的主導性大功率電推進技術線路,將有力地保障我國載人登月以及在軌服務等任務順暢進行。美國目前最強大的嵌套式霍爾推力器為X3霍爾推力器,采用三回路設計,最高功率達到了102千瓦,推動力可達5.4牛;相比之下,我國已實現雙環50千瓦設計。
值得注意的是,中國航天科技集團五院的510所也在開展霍爾推力器的研制工作。2022年的地面實驗中,他們的單通道霍爾推力器(HET-450)基于Xe工質最高功率達到了105千瓦,推動力翻番至4.6牛,同時在氪作為工質情況下比沖值超過了5100秒,技術指標直追美國的多通道路線,如X3霍爾推力器。
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