JP2002519577A - プラズマ加速器装置 - Google Patents

プラズマ加速器装置

Info

Publication number
JP2002519577A
JP2002519577A JP2000557666A JP2000557666A JP2002519577A JP 2002519577 A JP2002519577 A JP 2002519577A JP 2000557666 A JP2000557666 A JP 2000557666A JP 2000557666 A JP2000557666 A JP 2000557666A JP 2002519577 A JP2002519577 A JP 2002519577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ionization chamber
electrode
longitudinal axis
electron beam
electrons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000557666A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4272817B2 (ja
Inventor
コルンフェルト ギュンター
ヴェーゲナー ユルゲン
ザイデル ハラルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Electron Devices GmbH
Original Assignee
Thales Electron Devices GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Electron Devices GmbH filed Critical Thales Electron Devices GmbH
Publication of JP2002519577A publication Critical patent/JP2002519577A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4272817B2 publication Critical patent/JP4272817B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/54—Plasma accelerators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/405—Ion or plasma engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
    • F03H1/0037—Electrostatic ion thrusters
    • F03H1/0062—Electrostatic ion thrusters grid-less with an applied magnetic field
    • F03H1/0068—Electrostatic ion thrusters grid-less with an applied magnetic field with a central channel, e.g. end-Hall type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、とりわけスペースクラフトにおいてイオン推力器として使用するためのプラズマ加速器装置に対して構造体が提案される。この構造体では、加速された電子ビームが燃料ガスを有するイオン化チャンバに導入され、電気的減速フィールドに向かってこのイオン化チャンバの中を集束化されたビームとしてガイドされ、この電気的減速フィールドは同時にイオン化により生じる燃料イオンに対する加速フィールドとしても作用する。この装置は、高い効率を有する基本的に中性のプラズマの集束されたビームを発生する。ビームガイド及びビームフォーカシングのための電界及び磁界のためのコンフィギュレーションが例示的に提示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はプラズマ加速器装置に関する。プラズマ加速器（イオン推力器、電気
推進システムＥＰＳ）はスペースクラフトの駆動部として地球に近い静止衛星に
対しても地球軌道外の宇宙ミッションに対しても大きな重要性をもっている。駆
動部の効率の尺度である、使用される推進燃料質量に対する駆動パルスの比は、
プラズマ加速器において従来の化学駆動部よりもはるかに有利であり、この結果
、宇宙での使用にとってとりわけ重要な推進燃料の重量成分の低減が得られる。
推進燃料としてはしばしば大きな原子量を有する希ガス、とりわけキセノンが使
用される。
【０００２】 グリッドイオン推力器では、イオン化チャンバにおいて中性キセノンガスから
高周波又は電子衝撃によってプラズマが発生される。正の電荷をもったイオンは
グリッド電極の方向に印加された電界において放出方向に加速される。加速され
たイオン流には電気的な中性化のために自由電子流が付加されなければならない
。中性化プラズマ流は高い速度で推力器から発射され、飛行体を反対方向に加速
する。空間電荷効果によってイオン流密度は制限され、この構造タイプの推力器
はほんの適度な反動推進効果において大きな断面積を必要とする。
【０００３】 ホール原理によるイオン推力器では、リング状のイオン化チャンバはリング軸
に対してパラレルな加速度電界及び半径方向の磁界によって貫通される。外部の
電子源からイオン放出方向に向かって電子が中性キセノンガスを含むイオン化チ
ャンバへとガイドされ、そこで電子は磁界のためにスパイラル軌道を強制され、
こうしてイオン化チャンバ内部の走行区間はアノードへの直線経路に比べて数倍
大きくなり、これによって推進燃料ガスとのイオン化相互作用が高められる。磁
気的偏向を２次電子も受け、これらの２次電子は電界において加速される。与え
られたフィールドコンフィギュレーションは、さらに、大きく加速電界の遮へい
を正の推進燃料イオンに対して惹起しうる空間電荷ゾーンの形成を回避する。従
って、正イオンの加速はかなり中性プラズマにおいて行われる。このような装置
によってグリッドイオン推力器装置よりもはるかに高い電流密度が得られる。し
かし、このような装置は、放出されるイオン流の大きな角度拡大によってほんの
適度な効率を示す。
【０００４】 本発明の課題は、改善された効率を有するとりわけスペースクラフトのイオン
推力器としてのプラズマ加速器装置を提供することである。
【０００５】 本発明は特許請求項１に記述されている。従属請求項は本発明の有利な実施形
態を含む。
【０００６】 本発明の装置では、イオン化チャンバに導入される集束される電子ビームは、
最初にこのイオン化チャンバにある及び/又はこのイオン化チャンバに導入され
る中性推進燃料ガスのイオン化を起こす。イオン化の際に遊離される２次電子は
正イオンの加速のために設けられた電界において反対方向に加速され、自身で再
びイオン化作用する。電子ビームによるイオン化プロセスの開始の後で、２次電
子は更なるイオン化の主要部分を引き受ける。
【０００７】 導入された電子ビームのさらに別の重要な効果は、この電子ビームの負の空間
電荷によるイオン流の正の空間電荷の補償によって加速電界において加速される
イオンビームのフォーカシングを助長することである。この結果、加速電界の遮
蔽が行われない。正イオンに対する加速フィールドは、加速されたイオン流と同
じ方向に走行する電子ビームの電子に対して減速作用する。この結果、電子ビー
ムの空間電荷密度はイオン化チャンバの長手方向軸の方向において増大し、これ
は有利にはイオンビームのとりわけイオン化チャンバの端部区間において行われ
る集束に対応する。有利には、電子ビームの電子の平均速度と電子に対する電位
上昇に対応するイオンに対する加速フィールドの電位差とは互いに調整され、イ
オンに対する加速区間の端部において（乃至は電子ビームの電子に対する減速区
間の端部において）電子ビームの電子の平均速度及び加速されたイオン流のイオ
ンの平均速度はほぼ等しく、この結果、ほぼ中性のプラズマがこの加速区間の端
部において放出される。これらの平均速度は有利にはファクタ１０よりも小さい
値だけ異なる。
【０００８】 電子ビームは、イオン化チャンバの全長に亘ってその負の空間電荷によって正
イオンに対する中心アトラクタとしても作用し、さらに集束された電子流への加
速されたイオンのフォーカシングを支援し、同時にイオンの相互的な反発作用を
補償する。電子ビームの拡がりは、磁界及び/又は電界からなるビームガイド及
び/又はビームフォーカシングシステムによって妨げられる。ビーム領域におい
てビーム方向及びイオン化チャンバの長手方向軸に対して基本的にパラレルなフ
ィールド経過を有するとりわけ磁気的ビームガイドシステムが有利である。長手
方向軸に対して垂直の運動成分を有する電子ビームの電子は磁界によってビーム
の周りのスパイラル軌道に強制される。磁気的ビームガイドシステムは、それ自
体は電子ビーム管によって多様なやり方で、とりわけ進行波管において、中心軸
に沿って発生するフィールド方向反転を有する永久周期のマグネット装置の形式
で周知である。これらのフィールド反転においてこのフィールドは大きな半径方
向成分を有する。このような周知のビームガイドシステムはこの開示の目的のた
めにも参照してほしい。
【０００９】 磁気的フィールドシステムは、有利には、イオン化プロセスからの正イオンの
ための加速電界において正反対の方向に加速される遅い２次電子をスパイラル状
の又は類似の屈曲された軌道に強制するのに適している。これによって、まず第
１に、イオン化チャンバの長手方向軸とは反対に続く電極のうちの１つへの電子
の迅速な衝突が回避され、さらに、２次電子が１つ又は複数の更なるイオン化プ
ロセスをトリガする確率が明らかに増大し、この結果、推進燃料ガスのイオン化
が２次電子よって主に行われる。他方で、２次電子の比較的長い滞留時間によっ
てイオン化により発生する遅いイオンの正の空間電荷が部分的に補償される。最
後に、電子が磁界によってかなりそれぞれの電位段の内部で保持され、最後に長
手方向とは正反対に最も近くの電極の方に導かれ、この結果、他の区間に亘って
加速される２次電子による比較的大きなエネルギ損失が回避される。電界及び磁
界のフィールド方向が互いに垂直である場合には、２次電子を電子に加速作用を
及ぼすフィールドの方向の周りの屈曲された軌道へと方向転換させることはとり
わけ有意義である。従って、フィールドラインはイオン化チャンバの体積の主な
部分、とりわけ９０％より大きい部分において交差するように、有利には電界及
び磁界は構成される。有利には、電界方向と磁界方向との間に挟まれる角度は、
イオン化チャンバの少なくとも５０％において４５°と１３５°との間の値であ
る。磁界も電界もこの場合明らかに主に長手軸に対してパラレルなフィールド成
分を示し、さらに電界及び磁界の平均フィールド方向は有利にはイオン化チャン
バの長手方向軸において重なるように存在する。長手方向軸に沿ってフィールド
方向交番を有する磁界の場合、平均フィールド方向は極性に注意することなしに
理解すべきである。
【００１０】 このための有利な装置には、電界を発生するための電極及び磁界の極が長手方
向軸の方向に交番して連続し、有利には電極及び/又は磁極片がイオン化チャン
バの側壁に配置されるフィールドコンフィギュレーションが設けられている。こ
れらのフィールドは有利には長手方向軸に関して回転対称的であり、さらにそれ
らのフィールド強度の最大値及び最小値を長手方向軸において示す。最も簡単な
一段式構造においては２つの電極がイオン化チャンバの長手方向において間隔を
置いて配置されており、このイオン化チャンバを取り囲む３つの磁極片が同様に
互いに長手方向に間隔をおいて交番する極性によって配置されており、２つの磁
極片がこれらの間にそれぞれこれら２つの電極のうちの１つを囲む。長手方向に
は電極が長手方向軸におけるそれぞれ少なくともほぼ磁界強度の最大値に存在し
、フィールド方向反転個所の長手方向軸における磁界強度の最小値が少なくとも
長手方向軸方向の電界の最大値にほぼ一致する。
【００１１】 磁界が長手方向軸において複数のフィールド方向反転を有し、イオン化チャン
バをリング状に囲む磁極片が交番する極性によって長手方向に連続し、それぞれ
２つの電極の間に電極装置が挿入されている多段式装置がとりわけ有利である。
複数の電極は電位段（Potentialstufen）を形成する。しかし、電界は磁界とは
異なり長手軸においてフィールド方向反転を示さない。電位はイオン化チャンバ
の長手方向に段から段へと単調に変化する。長手方向軸の外部にはこれら両方の
フィールドタイプのフィールドが互いに交差して経過し、有利には体積の少なく
とも６０％において互いに交差するフィールド方向によって挟まれる角度は４５
°と１３５°との間の値である。
【００１２】 有利には、２つの直に燐り合う電極の間の電位段の領域においてイオン化によ
って発生される２次電子は磁界によってできるだけこの段の内部において保持さ
れ、場合によっては１つ又は複数の更なるイオン化プロセスを惹起した後で長手
方向の反対に最も近くの電極に導かれるように、電界及び磁界は互いに調整され
る。
【００１３】 電子がその僅少な質量のために強い磁界からの影響を受けるのに対して、イオ
ンの運動は基本的に電界のみによって決定される。イオンは電位差の方向に加速
され、長手方向軸に向かって集中される。この場合、この集束は隣り合う電極の
間に生じるフィールドラインによっても決定的に惹起される。よって、これらの
イオンは電界から平均して複数の電位段からのエネルギを受け取る。これに対し
て、電極に捕捉される２次電子によるエネルギ損失は１つ又は２つの電位段への
これら２次電子の運動の制限のために僅少なままである。この結果、電気的エネ
ルギの力学的エネルギへの変換において高い効率が得られる。
【００１４】 有利にはリング状の電極、とりわけ多段式装置の２つの他の電極の間に挟まれ
た中間電極は２次電子を確実に捕捉するために有利には長手方向に面状に拡張さ
れている。この場合、これらの中間電極の長さは、長手方向軸の方向に有利には
それぞれ次の電極までの間隔の少なくとも３０％、とりわけ少なくとも８０％で
ある。
【００１５】 フィールドラインによる２次電子の運動の制限及び正イオンのフォーカシング
を有する上記のフィールド特性を実現するために、中間電極の直径は有利には長
手方向軸の方向における電極長の少なくとも３００％よりも小さく、とりわけ１
００％よりも小さい。
【００１６】 集中ビーム又は中空ビームの形式の集束された電子ビームを発生することは陰
極線管の技術から多数のバリエーションにおいて周知である。このため、これに
ついての詳細はここでは示さず、従来技術の装置を参照してほしい。本発明にと
っては、例えばピアス（Pierce）タイプの電子光学を用いてカソードから放たれ
る電子流が薄片状の（laminar）ビームに集束され、イオン化チャンバに長手方
向軸に沿って導入される。電子ビームのイオン化チャンバへの入射領域は有利に
はイオン化チャンバにおいて発生されるイオンに対するバリアとして構成され、
この結果、カソード電位のイオン化チャンバへの入り込みによってイオンがカソ
ードに誘導され、電気的損失又はカソードの電子エミッション能力のデグラデー
ションが引き起こされることが防止される、又は、このような望ましくないイオ
ン流を少なくとも僅少にしておくことができる。イオンバリアとしては例えば第
１の電極がイオン化チャンバの直径より小さい絞り開口部直径を有するリング状
絞りとして構成される。イオン化チャンバの内部には上記の磁界によってビーム
が集束されるビームとして導かれる。
【００１７】 集束された電子ビームの１次電子は、有利には基本的にイオン化チャンバと同
一である多段式電極装置の第１の電極と最後の電極との間の加速区間内のイオン
の加速のために構成された電位差において減速される。付加的なエネルギ損失な
しに、電子は減速区間の端部に残留速度で到達する。この残留速度は加速区間（
電子にとっては減速区間）の開始点における速度よりもはるかに小さいはずであ
る。最後の電極の電位はこのために有利には電子に対してカソード電位よりもき
わめて小さい。イオン化チャンバに推進燃料ガスがない場合には、電子はこの加
速区間の端部において小さい残留エネルギによりこの場合コレクタとして作用す
る最後の電極によって捕捉されてしまう。
【００１８】 イオン化チャンバに推進燃料ガスを有する実際のケースでは、１次電子のうち
の幾つかがイオン化チャンバを通過する途中でエネルギをこの推進燃料ガスとの
相互作用によって、とりわけ推進燃料ガスの励起及びイオン化によって放出し、
速度を失う。しかし、これに基づく速度損失は、大抵の場合初速よりも非常に小
さく、放出されるプラズマビームにおける中性プラズマの実現のための最後の電
極の電位の調整によってとりわけ経験的に決定される。
【００１９】 推進燃料ガスの供給は有利には電子ビームの入射側からもプラズマビームの放
射側からも間隔をおいて配置された領域においてイオン化チャンバの側壁開口部
によって行われる。有利にはこの供給領域はイオン化チャンバの長さの１０％と
４０％との間の距離だけ長手方向に電子ビーム入射部から隔たっている。
【００２０】 上記の請求項に記載された特徴部分の構成は個別にでも組み合わせても有利に
実現可能である。
【００２１】 本発明を次に図面を参照しつつ実施例に基づいて詳しく説明する。
【００２２】 図１は多段構造を貫く長手方向断面を示す。
【００２３】 図２は多段式装置に対するフィールドの経過を示す。
【００２４】 図３は一段式装置に対するフィールドの経過を示す。
【００２５】 図１に長手方向断面として長手方向軸Ｚに沿って図示された装置は、長手方向
軸Ｚの周りにイオン化チャンバＩＫを有し、このイオン化チャンバＩＫは例えば
長手方向軸Ｚの周りに回転対称に構成されている。長手方向軸Ｚの方向における
このイオン化チャンバＩＫの長手方向の長さは、長手方向軸Ｚに対して垂直なイ
オン化チャンバの直径ＤＫよりもはるかに大きい。イオン化チャンバＩＫは長手
方向軸に対して横方向の円柱状の側壁によって限定されている。
【００２６】 この側壁に沿って磁極片ＰＰ及び電極Ｅ１，Ｅ２〜Ｅ５までが配置されており
、これらの磁極片及び電極は少なくとも中心の長手方向軸Ｚに向いた側面におい
て回転対称に構成されている。磁極片ＰＰは、イオン化チャンバＩＫから半径方
向に距離をおいて配置された永久磁石ＰＭにおいて発生される磁束を半径方向に
誘導し、この結果、各磁極片ＰＰが磁極を形成する。この場合、長手方向に相互
に次々と配置された磁極片はマグネット磁極とは正反対の極性を形成する。従っ
て、イオン化チャンバＩＫにおいてこれらの磁極片の間に構成される磁界は、各
極片ＰＰの位置において磁界反転を示す。このような磁界装置はそれ自体は永久
周期的なマグネットシステムとして進行波管の技術から十分に周知である。
【００２７】 磁極片ＰＰの間に配置された電極Ｅ１〜Ｅ５は様々な電位Ａ１，Ａ２〜Ａ５に
ある。この電極装置はカソードＫ及びアノードＥ０によって補完される。カソー
ドＫ及びアノードＥ０は、薄片状の電極電流ＥＳから集束された電子ビームＥＢ
を発生するためのビーム発生システムを形成する。電子ビームを発生しフォーカ
シングするためのビームシステムも同様に従来技術から多様な実施例において周
知である。アノード電極Ｅ０はイオン化チャンバを側面から限定する電極Ｅ１〜
Ｅｎと一緒に正の電荷を持ったイオンに対してＡ０＞Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４＞
Ａ５を有するアノード電極Ｅ０の電位Ａ０から電極Ｅ５の電位Ａ５までのイオン
に対して単調な電位差を有する電極装置を形成する。電子ビームＥＢの負の電荷
をもつ電子に対しては、電位系列Ａ０からＡ５までは制動電位を形成する。この
制動電位は電子ビームＥＢの電子の初期速度を長手方向軸Ｚに沿って前進するこ
とによって連続的に減少させる。従って、電子に対してはＡ５＞Ａ０が成り立つ
。電子に対するカソードＫの電位ＡＫは電位Ａ５よりもわずかに高く選択され、
この結果、電子ビームＥＢの電子は電極Ｅ５までイオン化チャンバを通過した後
では小さい残留速度を有する。電子ビームＥＢはイオン化チャンバにおいて磁極
片の間に構成される磁界ＨＫによって集束されたビームとして導かれる。
【００２８】 イオン化チャンバには側壁によって中性推進燃料ガスＴＧが供給される。電子
ビームＥＢの電子は中性推進燃料ガスと相互作用し、このガスの部分的なイオン
化を惹起する。この場合に発生する正の電荷を持ったイオンはＡ０からＡ５への
電位差の方向において加速され、この場合集束された電子ビームＥＢならびに互
いに連続して配置された電極によって形成されるフィールドラインによって長手
方向軸Ｚに向かって集束される。イオン化において自由になる２次電子は最初は
統計的に変化する方向において非常に小さい速度を有する。これらの２次電子は
個々の電極の間の電界ＥＫにおいて加速される。この場合、この加速の方向はイ
オンの加速方向とは正反対である。加速された２次電子は、同時にイオン化チャ
ンバＩＫに存在する磁界ＨＫによって誘導され、加速電界の方向の周りの屈曲し
た軌道へと強制される。これによって、２つの電極の間の段階における電子の滞
在持続時間は大幅に長くなり、さらにこのような２次電子が更なるイオン化プロ
セスをトリガする確率が大いに高まる。これらの２次電子は最後にはアノードＥ
０の方向に続く電極のうちの１つによって捕捉される。１つの電極に衝突するま
での２つの電極の間のイオン化チャンバにおける電子の比較的長い滞在持続時間
は次のことに寄与する。すなわち、正の電荷を持ったイオンによる正の空間電荷
の迅速な形成が、すなわちイオンを加速するフィールドの遮へいが回避されるこ
とに寄与する。
【００２９】 電子ビームＥＢの１次電子及び先行するイオン化プロセスからの２次電子によ
る推進燃料ガスＴＧのイオン化は、基本的にイオン化チャンバの全長に亘って分
布する。Ａ０とＡ５との間の電位差に沿って長手方向軸Ｚの方向に加速されかつ
この長手方向軸Ｚを中心として集束されるイオンはイオン化チャンバの出力側Ｋ
Ａにおいて集束された電子ビームＥＢの減速された電子と共にほんの少しのビー
ムダイバージェンスを有するかなり中性のプラズマビームＰＢを形成する。
【００３０】 アノード電極Ｅ０は同時に電子バリアとして構成され、イオン化チャンバの直
径ＤＫよりも小さい絞り開口部直径を有する絞り電極の形態を有する。図１には
電位ステップの例示的な値として最後の電極Ｅ５を基準にした電極Ｅ０からＥ４
までの電圧が記入されている。カソードＫの電圧は最後の電極Ｅよりも少し負で
ある。このマグネット装置の極は通常のやり方でＳ及びＮによって区別される。
【００３１】 図２は定性的にフィールド経過及び電子電荷分布を図１の構造の断面に対して
長手方向軸Ｚに沿って示している。図２ではフィールド経過及び電子の電荷分布
の他に電極Ｅ０、Ｅ１...ならびに磁極片ＰＰがＺ軸に沿ってそれらの位置にお
いてシンボリックに図示されている。１次電子ビームＥＢは長手方向軸Ｚの両側
に対称的に記されており、これに対して、２次電子の蓄積ＥＣがわかりやすいよ
うに長手方向軸Ｚの片側だけに記されている。Ｅｚ及びＨｚによって長手方向軸
乃至はこの長手方向軸のすぐ周囲にフィールド強度が記されている。長手方向軸
Ｚは図の横座標を形成し、縦座標はフィールド強度Ｅｚ及びＨｚを定性的に示し
ている。長手方向軸における電界Ｅｚは電極Ｅ０、Ｅ１...の位置において最小
であり、これらの電極の間の中間において最大である。この場合フィールドの方
向反転はなく、この結果、電界強度はこの図において正負の符号を変えることは
ない。長手方向軸におけるＺ方向の磁界強度は磁極片ＰＰの位置で最小値を示し
、２つの隣りあう磁極片の間で最大値を示す。電界とは異なり、磁界においては
個々の磁極片においてそれぞれフィールド方向反転が生じる。このフィールド方
向反転はこの図ではゼロラインと考えられる長手方向軸Ｚとの交差点として図示
され、正負の符号の反転として処理される。イオン化プロセスにおいて生じる２
次電子は電界によってイオン化チャンバにおいて加速され、磁界によって屈曲し
た軌道を強制される。電子の蓄積、すなわち増大する電子の濃度は長手方向軸Ｚ
の周りのリング状の領域ＥＣにおいて発生する。この電子の蓄積は長手方向に関
してほぼ電界の最小値において乃至は磁界の最大値において存在する。
【００３２】 図３は、図２と比較可能な図示において、フィールド経過及び電子分布を電位
Ａ０乃至はＡ１の一段式の２つの電極Ｅ１、Ｅ２乃至は３つの磁極片ＰＰ１、Ｐ
Ｐ２及びＰＰ３を有するマグネット装置に対して示している。これら３つの磁極
片のうちのそれぞれ２つの磁極片はこれら２つの電極Ｅ１乃至はＥ２うちの１つ
を取り囲む。このような単一段のフィールド装置は、図２に示された分布のよう
に、電極Ｅ１、Ｅ２の個所において軸上に電界強度の最小値を示し、ならびに、
電界強度Ｅｚの最大値をこれら２つの電極の間の軸上に示す。長手方向軸Ｈｚ上
の磁界強度Ｈｚは真ん中の磁極片ＰＰ２の領域において最小値に達し、ここでフ
ィールド方向反転が起こっている。磁界強度の最大値は電極Ｅ１及びＥ２の領域
にあり、ここで電界強度Ｅｚはこの軸上で最小値を有する。長手方向軸Ｚの周り
のリング状の電子雲ＥＣの発生の際の作用の仕方は図２の実施形態に相応する。
【００３３】 本発明は上記の実施例に限定されず、当業者の能力の枠内で多様なやり方で変
形可能である。とりわけイオン化チャンバの設計、電極のサイズ比、電極間隔、
電極直径に関しては個々のケースに合わせた多数のバリエーションが考えられる
。電極の間隔及び/又は磁極片の間隔ならびに長手方向軸の方向における電極の
長さは多段式装置においては全ての段に対して必ずしも一定ではない。電位差は
第１の電極と第２の電極との間で必ずしも線形ではなく、個々のケースにおいて
非線形の経過とすることもできる。プラズマ加速器装置はスペースクラフトのた
めのイオン推力器の上記の有利な適用事例に限定されず、例えば高融点金属の溶
接、ろう付け、切断などの際のように高いパワー密度の使用による無接触材料加
工にも有利には使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多段構造を貫く長手方向断面を示す。
【図２】 多段式装置に対するフィールドの経過を示す。
【図３】 一段式装置に対するフィールドの経過を示す。
【符号の説明】
Ｚ 長手方向軸 ＩＫ イオン化チャンバ ＤＫ イオン化チャンバの直径 ＰＰ 磁極片 Ｅ１，Ｅ２... 電極 ＰＭ 永久磁石 Ｋ カソード Ｅ０ アノード ＥＢ 電子ビーム ＥＳ 電子流 Ａ０，Ａ１... 電位 ＨＫ 磁界 ＴＧ 推進燃料ガス ＥＣ ２次電子の蓄積 Ｅｚ 電界強度 Ｈｚ 磁界強度
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年５月３１日（２０００．５．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】 例えばＵＳ４８３８０２１のグリッドイオン推力器では、イオン化チャンバに
おいて中性キセノンガスから高周波又は電子衝撃によってプラズマが発生される
。正の電荷をもったイオンはグリッド電極の方向に印加された電界において放出
方向に加速される。加速されたイオン流には電気的な中性化のために自由電子流
が付加されなければならない。中性化プラズマ流は高い速度で推力器から発射さ
れ、飛行体を反対方向に加速する。空間電荷効果によってイオン流密度は制限さ
れ、この構造タイプの推力器はほんの適度な反動推進効果において大きな断面積
を必要とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 例えばＥＰ５４１３０９Ａ１のホール原理によるイオン推力器では、リング状
のイオン化チャンバはリング軸に対してパラレルな加速度電界及び半径方向の磁
界によって貫通される。外部の電子源からイオン放出方向に向かって電子が中性
ガスを含むイオン化チャンバへとガイドされ、そこで電子は磁界のためにスパイ
ラル軌道を強いられ、こうしてイオン化チャンバ内部の走行区間はアノードへの
直線経路に比べて数倍大きくなり、これによって推進燃料ガスとのイオン化相互
作用が高められる。磁気的偏向を２次電子も受け、これらの２次電子は電界にお
いて加速される。与えられたフィールドコンフィギュレーションは、さらに、大
きく加速電界の遮へいを正の推進燃料イオンに対して惹起しうる空間電荷ゾーン
の形成を回避する。従って、正イオンの加速はかなり中性プラズマにおいて行わ
れる。このような装置によってグリッドイオン推力器装置よりもはるかに高い電
流密度が得られる。しかし、このような装置は、放出されるイオン流の大きな角
度拡大によってほんの適度な効率を示す。 ＤＥ１２２２５８９Ｂには空間電荷中性化された荷電粒子ビームを発生するた
めの装置が記述されており、この装置では大きく加速された電子ビームがイオン
化チャンバにその長手方向軸に沿って導入され、この長手方向軸に対してパラレ
ルな磁界を通過して導かれる。イオン化チャンバにおけるアーク放電は導入され
たガスから遅い電子及び正の電荷を持つイオンを発生する。この正の電荷を持つ
イオンが１次電子ビームの方向にイオン加速電極によって加速され、１次電子ビ
ームの制動された電子とともにイオン化チャンバを中性プラズマビームとして離
れるのに対して、長手方向軸に対してパラレルな磁界によって導かれて入力側電
極と出力側電極との間をガス放電の遅い電子は行きつ戻りつする。加速されたイ
オン及び制動された電子ビームの電子はこの装置を中性プラズマビームとして離
れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 電子ビームは、イオン化チャンバの全長に亘ってその負の空間電荷によって正
イオンに対する中心アトラクタとしても作用し、さらに集束された電子流への加
速されたイオンのフォーカシングを支援し、同時にイオンの相互的な反発作用を
補償する。電子ビームの拡がりは、磁界及び/又は電界からなるビームガイド及
び/又はビームフォーカシングシステムによって妨げられる。ビーム領域におい
てビーム方向及びイオン化チャンバの長手方向軸に対して基本的にパラレルなフ
ィールド経過を有するとりわけ磁気的ビームガイドシステムが有利である。長手
方向軸に対して垂直の運動成分を有する電子ビームの電子は磁界によってビーム
の周りのスパイラル軌道に強いられる。磁気的ビームガイドシステムは、それ自
体は電子ビーム管によって多様なやり方で、とりわけ進行波管において、中心軸
に沿って発生するフィールド方向反転を有する永久周期のマグネット装置の形式
で周知である。これらのフィールド反転においてこのフィールドは大きな半径方
向成分を有する。このような周知のビームガイドシステムはこの開示の目的のた
めにも参照してほしい。このようなマグネット装置を有する進行波管は例えばＤ
Ｅ２６５２０２０Ｂ２又はＤＥ-ＡＳ-１４９１５１６から公知である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 集中ビーム又は中空ビームの形式の集束された電子ビームを発生することは陰
極線管の技術から多数のバリエーションにおいて周知である。このため、これに
ついての詳細はここでは示さず、例えばＤＥ１２２２５８９Ｂ又はＤＥ２９３１
７４６Ｃ２の従来技術の装置を参照してほしい。本発明にとっては、例えばピア
ス（Pierce）タイプの電子光学を用いてカソードから放たれる電子流が薄片状の
（laminar）ビームに集束され、イオン化チャンバに長手方向軸に沿って導入さ
れる。電子ビームのイオン化チャンバへの入射領域は有利にはイオン化チャンバ
において発生されるイオンに対するバリアとして構成され、この結果、カソード
電位のイオン化チャンバへの入り込みによってイオンがカソードに誘導され、電
気的損失又はカソードの電子エミッション能力のデグラデーションが引き起こさ
れることが防止される、又は、このような望ましくないイオン流を少なくとも僅
少にしておくことができる。イオンバリアとしては例えば第１の電極がイオン化
チャンバの直径より小さい絞り開口部直径を有するリング状絞りとして構成され
る。イオン化チャンバの内部には上記の磁界によってビームが集束されるビーム
として導かれる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 集束された電子ビームの１次電子は、有利には基本的にイオン化チャンバと同
一である多段式電極装置の第１の電極と最後の電極との間の加速区間内のイオン
の加速のために構成された電位差において減速される。付加的なエネルギ損失な
しに、電子は減速区間の端部に残留速度で到達する。この残留速度は加速区間（
電子にとっては減速区間）の開始点における速度よりもはるかに小さいはずであ
る。最後の電極の電圧はこのために有利にはカソードと比べてわずかに正である
。イオン化チャンバに推進燃料ガスがない場合には、電子はこの加速区間の端部
において小さい残留エネルギによりこの場合コレクタとして作用する最後の電極
によって捕捉されてしまう。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】 磁極片ＰＰの間に配置された電極Ｅ１〜Ｅ５は様々な電位Ａ１，Ａ２〜Ａ５に
ある。この電極装置はカソードＫ及びアノードＥ０によって補完される。カソー
ドＫ及びアノードＥ０は、薄片状の電極電流ＥＳから集束された電子ビームＥＢ
を発生するためのビーム発生システムを形成する。電子ビームを発生しフォーカ
シングするためのビームシステムも同様に従来技術から多様な実施例において周
知である。アノード電極Ｅ０はイオン化チャンバを側面から限定する電極Ｅ１〜
Ｅｎと一緒に正の電荷を持ったイオンに対してＡ０＞Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４＞
Ａ５を有するアノード電極Ｅ０の電位Ａ０から電極Ｅ５の電位Ａ５までのイオン
に対して単調な電位差を有する電極装置を形成する。電子ビームＥＢの負の電荷
をもつ電子に対しては、電位系列Ａ０からＡ５までは制動電位を形成する。この
制動電位は電子ビームＥＢの電子の初期速度を長手方向軸Ｚに沿って前進するこ
とによって連続的に減少させる。 カソードＫの電圧は最後の電極Ｅ５よりもわずかに負に選択され、この結果、
電子ビームＥＢの電子は電極Ｅ５までイオン化チャンバを通過した後ではまだ小
さい残留速度を有する。電子ビームＥＢはイオン化チャンバにおいて磁極片の間
に構成される磁界ＨＫによって集束されたビームとして導かれる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１８】 加速区間及びイオン化チャンバは基本的に同一であること
を特徴とする、請求項１〜１７のうちの１項記載の装置。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月２７日（２０００．９．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン ヴェーゲナー ドイツ連邦共和国 ウルム マイエンヴェ ーク 88 (72)発明者 ハラルト ザイデル ドイツ連邦共和国 ブルクリーデン アム ノンネンベルク 34

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラズマ加速器装置において、 長手方向軸の周りにイオン化チャンバを有し、 前記長手方向軸に沿って加速区間に亘って正の電荷を持った推進燃料イオンに
    対する電気的な電位差を発生するための電極装置を有し、 集束された電子ビームを前記長手方向軸に沿って前記イオン化チャンバに導入
    するための手段を有する、プラズマ加速器装置。
  2. 【請求項２】 長手方向軸に沿って電子ビームをガイドするための磁気的ビ
    ームガイドシステムを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 ビームガイドシステムは永久磁石装置を含むことを特徴とす
    る、請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 磁気的ビームガイドシステムは長手方向軸に沿って１つ又は
    複数の方向反転を有することを特徴とする、請求項２又は３記載の装置。
  5. 【請求項５】 電極装置は、加速区間に亘って電位差を複数の段に分割する
    ことに相応して１つ又は複数の中間電極を有することを特徴とする、請求項１〜
    ４のうちの１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 中間電極はイオン化チャンバの側面に配置されていることを
    特徴とする、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 中間電極の長さは長手方向軸の方向においてそれぞれ次の電
    極に対する間隔の少なくとも３０％、有利には少なくとも８０％であることを特
    徴とする、請求項５又は６記載の装置。
  8. 【請求項８】 中間電極の直径は、長手方向軸の方向において電極長の３０
    ０％より小さく、とりわけ１００％よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜
    ７のうちの１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 磁気的ビームガイドシステムの磁極及び電極装置の電極は長
    手方向軸の方向において交互に並んでいることを特徴とする、請求項２〜８のう
    ちの１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 電界及び磁界は、イオン化チャンバの体積の主要な部分、
    とりわけ９０％より大きな部分において交差して経過していることを特徴とする
    、請求項２〜９のうちの１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】 イオン化チャンバの体積の６０％より大きな体積において
    、電界方向と磁界方向との間に挟まれた角度は４５°と１３５°との間の値であ
    ることを特徴とする、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 電位差の値は、電子に減速作用を及ぼす加速区間への入射
    における電子ビームの電子の平均運動エネルギよりも僅かに、とりわけ１０％よ
    り小さい値だけ低いことを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項記載の装置
    。
  13. 【請求項１３】 加速区間の端部から外へ出てゆくプラズマビームにおいて
    、電子の平均速度は正の電荷を持ったイオンの平均速度にほぼ等しいことを特徴
    とする、請求項１〜１２のうちの１項記載の装置。
  14. 【請求項１４】 電子及びイオンの平均速度は最大でファクタ１０だけ異な
    ることを特徴とする、請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 加速区間は電子ビームの入射側においてイオンバリアによ
    って閉鎖されていることを特徴とする、請求項１〜１４のうちの１項記載の装置
    。
  16. 【請求項１６】 加速区間の開始地点の電極は電子ビームに対する中央開口
    部を有する絞り電極として構成され、前記中央開口部の直径はイオン化チャンバ
    の直径よりもはるかに小さいことを特徴とする、請求項１〜１５のうちの１項記
    載の装置。
  17. 【請求項１７】 中性のガス状推進燃料はイオン化チャンバに側面から供給
    されることを特徴とする、請求項１〜１６のうちの１項記載の装置。
  18. 【請求項１８】 推進燃料供給は、電子ビームの入射側から間隔をおいてイ
    オン化チャンバの長手方向経過の１０％〜４０％の領域において行われることを
    特徴とする、請求項１７記載の装置。
  19. 【請求項１９】 イオン化チャンバの長さは、該イオン化チャンバの直径よ
    りもはるかに大きく、とりわけこの直径の３倍よりも大きいことを特徴とする、
    請求項１〜１８のうちの１項記載の装置。
  20. 【請求項２０】 加速区間及びイオン化チャンバは基本的に同一であること
    を特徴とする、請求項１〜１９のうちの１項記載の装置。
JP2000557666A 1998-06-26 1999-06-11 プラズマ加速器装置 Expired - Fee Related JP4272817B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19828704A DE19828704A1 (de) 1998-06-26 1998-06-26 Plasmabeschleuniger-Anordnung
DE19828704.6 1998-06-26
PCT/DE1999/001708 WO2000001206A1 (de) 1998-06-26 1999-06-11 Plasmabeschleuniger-anordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002519577A true JP2002519577A (ja) 2002-07-02
JP4272817B2 JP4272817B2 (ja) 2009-06-03

Family

ID=7872214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000557666A Expired - Fee Related JP4272817B2 (ja) 1998-06-26 1999-06-11 プラズマ加速器装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6523338B1 (ja)
EP (1) EP1123642B1 (ja)
JP (1) JP4272817B2 (ja)
CN (1) CN1178560C (ja)
DE (2) DE19828704A1 (ja)
RU (1) RU2214074C2 (ja)
WO (1) WO2000001206A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003528424A (ja) * 2000-03-22 2003-09-24 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP2004531038A (ja) * 2001-06-23 2004-10-07 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP2005507555A (ja) * 2001-10-31 2005-03-17 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速器
JP2007524784A (ja) * 2003-03-20 2007-08-30 エルウィング エルエルシー 宇宙船のスラスタ
JP2008504652A (ja) * 2004-06-28 2008-02-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 膨張熱プラズマ装置
JP2009500798A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 プラズマ サージカル エービー プラズマ発生装置、手術用プラズマ装置、プラズマ発生装置の用途及びプラズマを発生する方法

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014034C2 (de) 2000-03-22 2002-01-24 Thomson Tubes Electroniques Gm Plasma-Beschleuniger-Anordnung
DE10300776B3 (de) 2003-01-11 2004-09-02 Thales Electron Devices Gmbh Ionenbeschleuniger-Anordnung
DE10300728B3 (de) * 2003-01-11 2004-09-02 Thales Electron Devices Gmbh Ionenbeschleuniger-Anordnung
EP1604110B1 (de) 2003-03-05 2013-05-15 Thales Air Systems & Electron Devices GmbH Antriebsvorrichtung eines raumflugkörpers und verfahren zur lagesteuerung eines raumflugkörpers mit einer solchen antriebsvorrichtung
DE10318925A1 (de) * 2003-03-05 2004-09-16 Thales Electron Devices Gmbh Antriebsvorrichtung eines Raumflugkörpers und Verfahren zur Lagesteuerung eines Raumflugkörpers mit einer solchen Antriebsvorrichtung
US7461502B2 (en) 2003-03-20 2008-12-09 Elwing Llc Spacecraft thruster
ES2224848B1 (es) * 2003-05-07 2006-08-01 Jesus Arteaga Diaz Motor propulsor para nave espacial.
US20050116112A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-02 Dunbar Donal S.Jr. High energy electric feed drive system
DE102004014618B3 (de) * 2004-03-23 2005-11-10 Eads Space Transportation Gmbh Elektrothermisches Impuls-Triebwerk
EP2295797B1 (en) * 2004-09-22 2013-01-23 Elwing LLC Spacecraft thruster
US7183515B2 (en) 2004-12-20 2007-02-27 Lockhead-Martin Corporation Systems and methods for plasma jets
US7509795B2 (en) * 2005-01-13 2009-03-31 Lockheed-Martin Corporation Systems and methods for plasma propulsion
US7624566B1 (en) 2005-01-18 2009-12-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Magnetic circuit for hall effect plasma accelerator
US7500350B1 (en) 2005-01-28 2009-03-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Elimination of lifetime limiting mechanism of hall thrusters
US7884340B2 (en) * 2006-05-26 2011-02-08 Advanced Biomarker Technologies, Llc Low-volume biomarker generator
US7466085B2 (en) * 2007-04-17 2008-12-16 Advanced Biomarker Technologies, Llc Cyclotron having permanent magnets
US8006939B2 (en) 2006-11-22 2011-08-30 Lockheed Martin Corporation Over-wing traveling-wave axial flow plasma accelerator
US7870720B2 (en) * 2006-11-29 2011-01-18 Lockheed Martin Corporation Inlet electromagnetic flow control
DE102006059264A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Thales Electron Devices Gmbh Plasmabeschleunigeranordnung
DE102007062150A1 (de) * 2007-09-14 2009-04-02 Thales Electron Devices Gmbh Vorrichtung zur Ableitung von Verlustwärme sowie Ionenbeschleunigeranordnung und Wanderfeldröhrenanordnung mit einer Wärmeleitanordnung
US7825601B2 (en) * 2007-11-28 2010-11-02 Mark Edward Morehouse Axial Hall accelerator with solenoid field
US8138677B2 (en) * 2008-05-01 2012-03-20 Mark Edward Morehouse Radial hall effect ion injector with a split solenoid field
WO2011011049A2 (en) * 2009-07-20 2011-01-27 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for inductive amplification of ion beam energy
JP5606793B2 (ja) * 2010-05-26 2014-10-15 住友重機械工業株式会社 加速器及びサイクロトロン
RU2472964C1 (ru) * 2011-08-05 2013-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Плазменно-реактивный электродинамический двигатель
US8944370B2 (en) * 2012-01-09 2015-02-03 The Boeing Company Plasma actuating propulsion system for aerial vehicles
RU2517184C2 (ru) * 2012-05-18 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук Способ управляемого коллективного ускорения электрон - ионных сгустков
CN103037609B (zh) * 2013-01-10 2014-12-31 哈尔滨工业大学 射流等离子体电子能量调节器
RU2553574C2 (ru) * 2013-03-26 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Способ свч-генерации на основе электронных пучков
CN103410694B (zh) * 2013-08-27 2015-10-07 哈尔滨工业大学 一种磁场位形可调的多级会切磁场等离子体推力器
CN104712457A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 黄乐歌 低油耗高超音速航空发动机
CN103835905B (zh) * 2014-03-03 2016-06-15 哈尔滨工业大学 多级会切磁场等离子体推动器的变截面通道
CN103835906B (zh) * 2014-03-25 2016-06-01 哈尔滨工业大学 模块化的多级会切磁场等离子体推力器
WO2016178701A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Craig Davidson Thrust augmentation systems
GB2540868A (en) * 2015-06-19 2017-02-01 Quaw M'dimoir Relocation unit
RU2608544C1 (ru) * 2015-09-22 2017-01-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Усилитель мощных свч сигналов
DE102016206039A1 (de) 2016-04-12 2017-10-12 Airbus Ds Gmbh Entladungskammer eines Ionenantriebs, Ionenantrieb mit einer Entladungskammer und eine Blende zur Anbringung in einer Entladungskammer eines Ionenantriebs
CN106968906A (zh) * 2017-04-27 2017-07-21 河南理工大学 一种等离子体推进装置
RU2649494C1 (ru) * 2017-05-22 2018-04-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Импульсный детонационный ракетный двигатель
CN108915969B (zh) * 2018-07-18 2020-09-22 北京理工大学 一种多模式螺旋波离子推力器
CN108728803A (zh) * 2018-08-13 2018-11-02 东莞市典雅五金制品有限公司 一种循环脉冲扫描轴向磁场发生装置
CN110182386B (zh) * 2019-06-13 2022-09-13 哈尔滨工业大学 一种球型阳极的微阴极电弧矢量推进装置
CN110735776B (zh) * 2019-10-11 2021-06-18 大连理工大学 一种自冷式微波增强电推力器
CN111111581B (zh) * 2019-12-19 2021-07-02 中国科学院电工研究所 一种等离子体燃料重整装置
CN111706481B (zh) * 2020-06-19 2021-06-22 哈尔滨工业大学 一种基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置
CN114430606B (zh) * 2022-01-21 2022-10-28 中国原子能科学研究院 一种提高回旋加速器中心区聚焦力的螺旋型中心区结构

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847607A (en) * 1953-04-29 1958-08-12 Bell Telephone Labor Inc Magnetic focusing system
US3183398A (en) * 1960-08-04 1965-05-11 Raytheon Co Beam focusing magnet
US3075115A (en) * 1961-03-27 1963-01-22 John W Flowers Ion source with space charge neutralization
US3505550A (en) * 1966-07-19 1970-04-07 Thiokol Chemical Corp Plasma energy system and method
US3719893A (en) * 1971-12-23 1973-03-06 Us Navy System and method for accelerating charged particles utilizing pulsed hollow beam electrons
US4293794A (en) * 1980-04-01 1981-10-06 Kapetanakos Christos A Generation of intense, high-energy ion pulses by magnetic compression of ion rings
US4296327A (en) * 1980-06-02 1981-10-20 The Boeing Company Multi-stage collective field charged particle accelerator
US4838021A (en) * 1987-12-11 1989-06-13 Hughes Aircraft Company Electrostatic ion thruster with improved thrust modulation
JPH04242046A (ja) * 1991-01-17 1992-08-28 Mitsubishi Electric Corp 電子ビーム集束磁界装置
DE69207720T2 (de) * 1991-11-04 1996-05-30 Fakel Enterprise Plasmabeschleuniger mit geschlossener Elektronenlaufbahn
KR100271244B1 (ko) * 1993-09-07 2000-11-01 히가시 데쓰로 전자빔 여기식 플라즈마장치
JPH09223474A (ja) * 1996-02-16 1997-08-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd 加速型プラズマ銃

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003528424A (ja) * 2000-03-22 2003-09-24 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP4902926B2 (ja) * 2000-03-22 2012-03-21 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP2004531038A (ja) * 2001-06-23 2004-10-07 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP4669219B2 (ja) * 2001-06-23 2011-04-13 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速装置
JP2005507555A (ja) * 2001-10-31 2005-03-17 ターレス エレクトロン デバイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ加速器
JP2007524784A (ja) * 2003-03-20 2007-08-30 エルウィング エルエルシー 宇宙船のスラスタ
JP2008504652A (ja) * 2004-06-28 2008-02-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 膨張熱プラズマ装置
JP2009500798A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 プラズマ サージカル エービー プラズマ発生装置、手術用プラズマ装置、プラズマ発生装置の用途及びプラズマを発生する方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE59913851D1 (de) 2006-10-26
CN1178560C (zh) 2004-12-01
WO2000001206A1 (de) 2000-01-06
DE19828704A1 (de) 1999-12-30
RU2214074C2 (ru) 2003-10-10
US6523338B1 (en) 2003-02-25
CN1314070A (zh) 2001-09-19
EP1123642B1 (de) 2006-09-13
JP4272817B2 (ja) 2009-06-03
EP1123642A1 (de) 2001-08-16
WO2000001206A8 (de) 2001-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4272817B2 (ja) プラズマ加速器装置
EP3295545B1 (en) Thruster for low earth orbit
US3571642A (en) Method and apparatus for interleaved charged particle acceleration
RU2279769C2 (ru) Плазменный ускоритель
EP3369294B1 (en) Plasma accelerator with modulated thrust and space born vehicle with the same
US5859428A (en) Beam generator
US4349505A (en) Neutral beamline with ion energy recovery based on magnetic blocking of electrons
JPS6121697B2 (ja)
JP2003270400A (ja) 中性子発生管用ｐｉｇ型負イオン源
WO1986004748A1 (en) Energy conversion system
US3155858A (en) Ion acceleration device
RU2614906C1 (ru) Прямоточный электрореактивный двигатель
JPH0750637B2 (ja) 高速原子線源
EP4243576A1 (en) Electric thruster
JPH0668961B2 (ja) 高速原子線源
Matsuzawa et al. Periodic permanent magnet field‐transported relativistic electron beams
JP3067784B2 (ja) 静電加速器
EP3232056B1 (en) Discharge chamber for an ion drive and ion drive having a discharge chamber
JP2022029437A (ja) 中空円筒陰極と変形コリメータによる非接触型直流イオンビーム源
Hissi et al. Backward Acceleration of Electrons by a Radially Polarized Ultra-Intense Laser Focus During Ionization of High Charge State of Neon
JPH0750636B2 (ja) 粒子線源
JP2022003631A (ja) コリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源
RU2044361C1 (ru) Редитрон
JPH067464B2 (ja) 高速原子線源
JPS6369127A (ja) 高速原子線源

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080905

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081204

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090130

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090302

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4272817

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140306

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees