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遨天科技成功研制5kW级氩工质中置阴极霍尔电推进系统——先一步采用AI设计,性能比肩SpaceX

36氪文章 2026-10-30 19:05 7 阅读 查看原文

近期,遨天科技成功研制新一代5kW级氩工质阴极中置霍尔电推进系统。在该产品的研制过程中,遨天科技建立了完整的AI设计模型与流程,在国际上先一步实现了用AI设计霍尔电推进。该产品的实测数据显示:推力器仅重2.6kg,与之配套的遨天科技新一代压力流量调节模块重0.6kg,为公开报道中同功率等级较轻的氩气霍尔电推进系统。在氩气4.2kW功率下,总效率达到50%、推力163mN、比冲2650s,与SpaceX星链V2 Mini氩气霍尔推力器相当。该推力器同时支持Ar/Kr双工质高效电离,性能指标达到国际先进水平。 

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 AI设计流程与氩气地面点火实拍图

 典型性能对比

国际较早采用AI设计霍尔电推进

将AI应用于霍尔推进器的设计,建立了从性能预测到参数设计(优化)的完整设计流程。利用建立的AI模型实现了霍尔电推进器性能的快速预测,预测时间小于0.1秒、误差小于6%(该成果也成功应用到了我国某星座的数字孪生项目中);在此基础上,让AI根据目标性能反向寻找最优的设计参数,并通过关键参数空间筛选,提高了优化效率。最后,将AI优化得到的设计结果,用于后续产品的详细设计与研制中。 

核心性能比肩SpaceX,综合指标具有国际竞争力

氩气是空气分离的大宗副产品,储量丰富、成本低,但电离难度高于氙气和氪气,此前在空间电推进中应用有限。SpaceX在星链V2 Mini上首次实现氩气霍尔推进器的在轨应用。遨天科技通过氩工质高效电离技术攻关结合AI技术,使氩气工况在2kW至5kW范围内稳定工作。4.2kW功率下总效率达到50%、推力163mN、比冲2650s,与SpaceX星链V2 Mini氩霍尔推进器处于同一水平。这意味着国内商业星座运营商可以在低成本工质上获得与国际头部企业相当的动力性能。

该产品的氪气工况同样表现出色,在1kW至6kW范围内稳定工作,最高比冲超过2265s(@300V),最大推力超过280mN,最大效率超过56%。氪气电离效率更优、性能稳定,适合对推力精度和响应速度要求较高的任务。卫星总体可根据任务需求在Ar/Kr之间灵活选择,大规模部署采用氩气控制成本,高性能机动采用氪气保证推力性能。

氩气工况实测性能曲线

地面点火启动瞬间

全自研,极致轻量化

该产品完全由遨天科技全自研,采用自研的大发射电流阴极及其中置架构,成功解决多项工程应用难题,实现了轻量化与高性能的极致平衡,同时零件数量极少,推力器仅重2.6kg;由于结构紧凑、零件数量减少,批产效率也提升了1倍以上。与之配套的全自研压力流量调节单元采用自研阀件冗余设计、高集成设计,仅重0.6kg(该模块并已在轨验证了高控制精度和长期流量控制的稳定性)。

二者组合为公开报道中同功率等级较轻的氩气霍尔电推进系统。对于巨型星座建设而言,推进系统减重直接降低了整星发射成本,具有可观的规模效益。

推力器实测仅重2.6kg、压力流量调节模块实测仅重0.6kg

Ar/Kr双工质灵活选择,为下一代星座提供全新自主动力

遨天科技的霍尔推力器产品持续向“更轻质量、更高功率、更长寿命、更低成本、更强性能、更多工质、更快交付”方向发展。此次5kW级中置阴极的霍尔电推进系统研制成功,使我国商业电推进产品在性能、轻量化、批产能力上具备了与国际头部企业同台竞技的实力。

在全球低轨星座竞争背景下,这一突破为国内星座运营商提供了自主可控、性能对标国际一流、成本具有竞争力的动力系统解决方案。遨天科技,让中国星座动力更轻、更强、更经济。