CN109941461A - 一种磁控发散角电推进器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁控发散角电推进器，包括机匣、离子源、安装槽、线圈、磁芯、电极；电极通过安装槽安装，线圈绕在磁芯外，磁芯安装在机匣上；通直流电的线圈产生的磁场使得带电粒子在周向产生旋转，旋转半径在磁场力作用下越来越小，起到聚焦带电粒子的作用，通过调节线圈中电流的大小和正负，可以使得原本发散的羽流在离开推进器时与轴向平行或者发散角减小；本发明能够控制羽流发散角，从而减少推进器非轴向推力损失，提高推进器的比冲。

Description

一种磁控发散角电推进器

技术领域

本发明属于航天推进领域，涉及一种磁控发散角电推进器。

背景技术

电推进器是利用电能加速带电粒子，产生推力的一类推进装置。电推进器相对化学推进器，通常具有高比冲的突出优势，因而广泛用于航天器的轨道机动、姿态控制，在对地成像卫星、通讯卫星等多领域有大量需求。随着各国商业航天的崛起，商业卫星对于电推进器的需求更是日益高涨。

比冲是指单位推进剂所产生的冲量，在一定范围内，比冲越高，实现同样任务所需推进剂的量就越少，意味着航天器能够提供的载荷就越多。追求高比冲是电推进器发展的一个重要方向。通常由于库仑力等的作用，静电类电推进器羽流都具有一定的发散角，非轴向的速度不能产生有用的推力，造成非轴向推力损失，从而降低了电推进器的比冲。

针对以上情况，本发明提出了一种磁控发散角电推进器。

发明内容

要解决的技术问题

为解决电推进器发散角引起的非轴向推力损失问题，本发明提出了一种磁控发散角电推进器。本发明在离子源后端加装一个带磁芯的线圈，利用线圈产生的磁场，实现对发散角的控制。

技术方案

一种磁控发散角电推进器，其特征在于包括机匣(1)、离子源(2)、安装槽(3)、线圈(4)、磁芯(5)、电极(6)。

所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于离子源(2)安装于机匣(1)内，离子源(2)可以是气体离子源、固体离子源、液体离子源、液态金属离子源。

所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于电极(6)通过安装槽(3)安装。

所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于线圈(4)绕在磁芯(5)外，磁芯(5)的轴向长度可变。

所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于磁芯(5)安装在机匣(1)上部。

通直流电的线圈(4)在其内部会产生轴向磁场，加磁芯(5)可以使得磁场强度增加，这个轴向磁场会使得带电粒子在周向产生旋转，旋转半径在磁场力作用下越来越小，起到聚焦带电粒子的作用；通过调节线圈中电流的大小和正负，可以使得原本发散的羽流在离开推进器时与轴向平行或者发散角减小。

有益效果

与一般电推进器相比，本发明能够控制羽流发散角，从而减少推进器非轴向推力损失，提高推进器的比冲。

附图说明

图1：本发明轴测剖视图

图中 (1)机匣，(2)离子源，(3)安装槽，(4)线圈，(5)磁芯，(6)电极。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明提供了一种磁控发散角电推进器，包括机匣(1)、离子源(2)、安装槽(3)、线圈(4)、磁芯(5)、电极(6)。

实施例1如图1所示，一种磁控发散角电推进器，采用绝缘的聚氯乙烯制作机匣(1)，将所需离子源(2)安装于机匣(1)内部，电极(6)插入安装槽(3)，电极(6)与电源地接通，使得带电粒子在离开电极(6)以后不会受到电极(6)的吸引。在机匣(1)的上部通过环氧树脂粘接磁芯(5)，在磁芯(5)外侧缠绕铜芯漆包线的线圈(4)。

根据离子源带电粒子的正负属性，线圈中通以或正或负的直流电，从而在线圈内部产生轴向磁场，该磁场具有一定的非均匀性，在这样的磁场下带电粒子会具有周向和轴向两个方向的速度，两个速度合成效果就是带电粒子在磁场中进行螺旋运动，且半径越来越小，最终聚焦于一点。通过改变电流大小，可以调节磁场强度，从而改变聚焦的焦距，由于静电类电推进器本身具有一定发散角，这个聚焦作用便可以消除或者减小发散角。

Claims (5)

1.一种磁控发散角电推进器，其特征在于包括机匣(1)、离子源(2)、安装槽(3)、线圈(4)、磁芯(5)、电极(6)。

2.根据权利要求1所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于离子源(2)安装于机匣(1)内，离子源(2)可以是气体离子源、固体离子源、液体离子源、液态金属离子源。

3.根据权利要求1所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于电极(6)通过安装槽(3)安装。

4.根据权利要求1所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于线圈(4)绕在磁芯(5)外，磁芯(5)的轴向长度可变。

5.根据权利要求1所述一种磁控发散角电推进器，其特征在于磁芯(5)安装在机匣(1)上部。