CN208441978U - 一种等离子推进装置的电场加速结构 - Google Patents
一种等离子推进装置的电场加速结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种等离子推进装置的电场加速结构，包括加速管，加速管外部设有电极组，所述电极组包括前极板组和后极板组，前极板组和后极板组均包括四块对称设置的极板单元，且前极板组的极板和后极板组的极板单元为相对倾斜设置；前极板组的极板单元与处于其相对侧的后极板组的极板单元之间连接有正弦交流电压源。本实用新型在现有技术的基础上，对电场极板布置结构进行重新设计，采用相对倾斜设置的前极板组和后极板组，在形成旋转电场的基础上，同时具有轴向电场的分量，因而可以提高电场加速离子的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种等离子推进装置的电场加速结构，属于等离子推进技术领域。
背景技术
目前，随着人类空间活动以及深空探测活动的日益活跃，航天技术也随之产生巨大和迅猛发展，人类在空间的活动范围也越来越广阔，这就对航天器推进系统提出了更高的指标要求。航天器在太空飞行阶段进行姿态控制、南北位置保持、轨道机动和离轨等任务时空间推进系统为其提供动力。而空间推进技术一般可以分为化学推进和电推进，以及一些其它的推进技术，比如核能推进，太阳帆推进等技术。电推进与化学推进相比具有比冲高、寿命长、推力小且控制精度高的特点，因此电推进在空间推进领域的应用前景非常广阔。螺旋波双层推进器(简称HDLT)或螺旋波等离子体推进器(简称HPT)得到了迅速发展，这种推进器具有无电极烧蚀、高等离子体密度和高电离率的螺旋波等离子体源，依靠螺旋波等离子体双层效应加速离子。现有技术中，为提高离子的加速效果，往往采用多级加速式加速管，包括采用旋转电场加速，如专利 CN201510035736.7，但单纯的旋转电场加速效果不是很理想。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种等离子推进装置的电场加速结构，具体技术方案是：
一种等离子推进装置的电场加速结构，包括加速管，加速管外部设有电极组，所述电极组包括前极板组和后极板组，前极板组和后极板组均包括四块对称设置的极板单元，且前极板组的极板和后极板组的极板单元为相对倾斜设置；前极板组的极板单元与处于其相对侧的后极板组的极板单元之间连接有正弦交流电压源。
进一步的，所述极板单元相对于加速管轴线方向的倾斜角度为5~10°。
进一步的，所述极板单元为石墨极板。
本实用新型的有益点在于：本实用新型在现有技术的基础上，对电场极板布置结构进行重新设计，采用相对倾斜设置的前极板组和后极板组，在形成旋转电场的基础上，同时具有轴向电场的分量，因而可以提高电场加速离子的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中石墨极板与正弦交流电压源的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
如图1-2所示，一种等离子推进装置的电场加速结构，包括加速管1，加速管1外部设有电极组，所述电极组包括前极板组2和后极板组3，前极板组2和后极板组3均包括四块对称设置的极板单元4，且前极板组的极板和后极板组的极板单元为相对倾斜设置；前极板组的极板单元与处于其相对侧的后极板组的极板单元之间连接有正弦交流电压源。该电场加速结构应配合轴线磁场，在径向电场与轴向磁场的共同作用下，电子运动轨迹由两种回旋运动叠加而成：一种为拉莫尔回旋运动，另一种为漂移运动，且回旋运动半径远远小于漂移运动半径，REF旋转频率介于离子回旋频率与电子回旋频率之间，因此只有电子能够跟上REF的旋转，在径向电子密度的梯度作用下，大量电子漂移运动叠加后将形成回旋电流，在磁场径向分量作用下，产生轴向洛伦兹力，使电子沿轴向被加速。
作为优选，所述极板单元相对于加速管轴线方向的倾斜角度为5~10°，当倾斜角度小于此范围时，电场沿轴向的分量较弱，轴向电场加速效果不明显，倾斜角度过大时，对旋转电场的影响较大，加速效果变差。所述极板单元为石墨极板。
本实用新型在现有技术的基础上，对电场极板布置结构进行重新设计，采用相对倾斜设置的前极板组和后极板组，在形成旋转电场的基础上，同时具有轴向电场的分量，因而可以提高电场加速离子的效果。
Claims (3)
1.一种等离子推进装置的电场加速结构，包括加速管，加速管外部设有电极组，其特征在于：所述电极组包括前极板组和后极板组，前极板组和后极板组均包括四块对称设置的极板单元，且前极板组的极板和后极板组的极板单元为相对倾斜设置；前极板组的极板单元与处于其相对侧的后极板组的极板单元之间连接有正弦交流电压源。
2.根据权利要求1所述的等离子推进装置的电场加速结构，其特征在于：所述极板单元相对于加速管轴线方向的倾斜角度为5~10°。
3.根据权利要求1所述的等离子推进装置的电场加速结构，其特征在于：所述极板单元为石墨极板。
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|---|---|---|---|---|
| CN111017267A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 大连理工大学 | 一种基于电晕放电和霍尔效应的大推力临近空间推力器 |
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Cited By (2)
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| CN111017267B (zh) * | 2019-12-23 | 2022-05-13 | 大连理工大学 | 一种基于电晕放电和霍尔效应的大推力临近空间推力器 |
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