JP2651980B2

JP2651980B2 - クローズド電子ドリフトを備えたプラズマ加速器

Info

Publication number: JP2651980B2
Application number: JP4317957A
Authority: JP
Inventors: ボリス・エイ・アルヒポフ; アンドレイ・エム・ビスハエフ; ブラディミル・エム・ガブリウスヒン; ユリイ・エム・ゴルバチョフ; ブラディミル・ピー・キム; ビャチェスラフ・アイ・コズロフ; コンスタンティン・エヌ・コズブスキ; ニコライ・エヌ・マスレニコフ; アリクシエイ・アイ・モロゾフ; ドミニク・ディー・セブルク
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Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH05240143A; CA2081005A1; CA2081005C; US5359258A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ技術の分野に
関し、電気反動推進器（ＥＰＴ）として使用されるクロ
ーズド電子ドリフトを備えた加速器（ＡＣＥＤ）の開
発、あるいは真空中でのイオンプラズマ材料加工に使用
できる。

【０００２】

【従来技術及び解決課題】クローズド電子ドリフトを備
えたプラズマ推進器または「加速器」は知られている。
これらの推進器は、典型的に環状加速チャンネルを備え
た放電チャンバーと、加速チャンネル内に配置されるア
ノードと、磁気装置と、カソードとを有する。これらの
推進器は、異なる物質のイオン化及び加速度に対して効
率的な装置であり、ＥＰＴとしてまたは加速されるイオ
ン流の発生源として使用される。しかしながら、これら
は、多数の問題を解決するには比較的低効率で不十分な
寿命しかない。

【０００３】本発明に技術的に近い最近の従来技術は、
放電チャンバーの出口部に面し閉じたシリンダ状の等距
離の範囲の作業面をもつ放電チャンバーの内壁及び外壁
によって形成される環状加速チャンネルをもつ放電チャ
ンバーと、加速チャンネルの内側の、加速チャンネルの
幅より大きい放電チャンバーの壁の出口端部からの距離
に配置されるガス供給のための小チャンネルをもつ環状
アノード配給器と、アノード出口面にある装置のフィー
ドスルー孔を介してアノードから加速チャンネルへのガ
ス供給源と、それぞれ動作ギャップを形成するために外
壁の外側と内壁の内側とにある放電チャンバーの出口部
に配置される外部ポールと内部ポールとをもつ磁気装置
と、中央芯と、内部ポール及び外部ポールのそれぞれの
磁気パス回路内に配置される少なくとも一つの外部磁界
発生源と少なくとも一つの内部磁界発生源と、をもつ磁
気パスと、加速チャンネルの外側に配置されるガス放電
凹みカソードと、を有するクローズド電子ドリフトを備
えた推進器である。この推進器もまた上述の欠点をも
つ。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、推進器の効率
と寿命を増大し、加速チャンネルにおける最上の磁界構
成と推進器設計における改良を利用することによって流
れの汚染量を減少する。本発明は、放電チャンバーの出
口部に面し、閉じたシリンダ状の等距離の範囲の作業面
と放電室の出口部とをもつ放電チャンバーの内壁及び外
壁によって制限される、環状加速チャンネルをもつ放電
チャンバーと、前記加速チャンネルの内側の、アノード
面の出口にあるフィードスルー装置の孔を介して加速チ
ャンネルへのガス供給のための開口をもつ加速チャンネ
ルの幅より大きい放電チャンバーの出口平面からの距離
に配置される環状形状のアノードガス配給器と、動作ギ
ャップを形成する外壁の外側の外部ポールと内壁の内側
の内部ポールであり、放電チャンバーの出口部付近に配
置される外部ポール及び内部ポールをもつ磁気装置と、
加速チャンネルの外側に配置されるガス放電凹みカソー
ドと、中央芯と、内部ポール及び外部ポールのそれぞれ
の磁気パス回路内に配置される少なくとも一つの外部磁
界発生源と少なくとも一つの内部磁界発生源と、をもつ
磁気パスと、を有するクローズド電子ドリフトを備えた
プラズマ推進器であって、磁気パスが磁気的に透過性の
材料から構成される付加的な内部及び外部の磁気伝導ス
クリーンで製造され、内部スクリーンが内部磁気発生源
を覆うとともに内部ポールに対して長手方向のギャップ
をおいて配され、外部スクリーンは外部磁気発生源を覆
って、外部磁界発生源と、シリンダ状出口端部と外部ポ
ールとの間に長手方向のギャップをもつ放電チャンバー
との間に配され、対応する内部ポール及び外部ポールと
磁気スクリーンとの間の長手方向の逃げギャップはポー
ル間の動作ギャップの半分より大きくはない、前記プラ
ズマ推進器。

【０００５】

【実施例】図１を参照すると、プラズマ推進器の好まし
い実施例は、ガス供給のためのガス配給キャビティ１５
とフィードスルー孔１６をもつアノードガス配給器１
と、カソード２と、出口端部３ａ及び３ｂをもつ放電チ
ャンバー３と、内部磁気スクリーン４と、外部磁気スク
リーン５と、別々の部材６₁ 、６₂ 、６₃ 、６₄ （図３
及び４）から組み立てできる磁気装置の外部ポール６
と、磁気装置の内部ポール７と、磁気パス８と、内部磁
界発生源コイル９と、別々のコイル（図３及び４におけ
る１０₁ 、１０₂ 、１０₃ 、１０₄ ）から構成できる外
部磁界発生源コイル１０と、磁気装置の中央芯１２と、
熱スクリーン（遮蔽）１３と、アノードガス配給器への
ガス供給のためのチャンネルをもつ管路１４と、支持部
材１７とから構成される。外部ポール６と外部磁気スク
リーン５は、スリット１８（図３及び４における１８
₁ 、１８₂ 、１８₃ 、１８₄ ）とともに作成できる。磁
気スクリーン４及び５が磁気パス８とギャップをおいて
配置される場合、磁気スクリーン４及び５は磁気的に透
過性の材料から作成されたブリッジ１９（図２）によっ
てそれらの間を接続される。中央芯１２は、キャビティ
２０と共に構成できる。放電チャンバー３は、平面平行
領域２１（図４）をもつことができる。これらの領域に
は、対称平面Ｉ及びＩＩ（図３及び４）と、放電チャン
バーの外壁の出口端部３ｂの内側の縁に接する円錐の母
面ＩＩＩ（図１）とがある。

【０００６】相互に垂直な二つの平面Ｉ及びＩＩ（図３
及び４）とスロット１８₁ 、１８₂、１８₃ 、１８₄ に
ついて対称な推進器を動作する時、外部ポール６と外部
スクリーン５は、前記平面Ｉ及びＩＩについて対称な部
分（例えば、図３及び４における６₁ 、６₂ 、６₃ 、６
₄ ）から構成されるべきである。こうして、外部磁界発
生源１０は、四つのグループの磁気コイル（図３及び４
における１０₁ 、１０₂ 、１０₃ 、１０₄ ）内に構成さ
れる。磁気回路内の磁気コイル１０の各々は、外部ポー
ル６₁ 、６₂ 、６₃ 、６₄ の内の一つと結合される。

【０００７】上述の状態はまた、放電チャンバー３が平
面平行部２１（図４）とともに作成されるときの場合に
も維持されるべきである。この場合、推進器は、細長の
ポール部６₁ 及び６₃ と大きな重量のコイル１０₁ 及び
１０₃ （図３及び４）で構成される。中央芯１２は、い
くつかのキャビティ２０とともに作成でき、そのそれぞ
れがカソード２を持つことができる（図４）。脇の位置
にいくつかのカソード２が取りつけできるのは明白であ
る。

【０００８】放電チャンバー３は、好ましくは熱的に安
定なセラミック金属から製造され、放電チャンバー３の
壁により形成される環状の加速チャンネルを備えてい
る。アノードガス配給器１と、支持部材１７と、熱スク
リーン１３とは、熱的に安定な金属の非磁性材料、例え
ばステンレス鋼から製造される。高温安定ワイヤーは、
磁気コイル１０を製造するのに使用される。磁気パス８
と、中央芯１２と、磁気コイル９及び１０の芯とは、磁
気的に透過性の材料から構成される。

【０００９】カソード２は、放電チャンバー３の脇に配
置するか、あるいは放電チャンバー３の中心に配置でき
る（図１）。中心に配置する場合、カソード２は、中央
芯１２のキャビティ２０内にある。磁気パス８もしくは
ブリッジ１９と磁気スクリーン４及び５とは、放電チャ
ンバー３の壁の出口部３ａ，３ｂを除く全てを覆う。

【００１０】推進器を効率的に動作するために、スクリ
ーン４及び５とポール７及び６（それぞれ、内部及び外
部）との間の線形ギャップΔ₁ とΔ₂ は、ポール６とポ
ール７との間の距離の半分を越えないのが好ましい。内
部ポール７が内部磁気スクリーン４から加速チャンネル
の中心点までの距離Δ₃ より大きい同中心点からの距離
Δ₄ で配置されるのと同じ方法で磁気装置を構成するの
が好ましい。放電チャンバー３の出口端部３ａ及び３ｂ
は、増大される厚さ（図１のそれぞれδ₂ 及びδ₁ ）を
もつ。放電チャンバーの端部３ｂ及び３ａは、それぞれ
磁気装置のポール６及び７の出口面に接する平面に対し
てそれぞれ距離Δ₅ 及びΔ₆ だけ延長される。

【００１１】支持部材１７は、直接接触の位置でのみ放
電チャンバー１３と磁気装置とに接する（すなわち、支
持部材１７は防熱部材を意味する）。熱スクリーン１３
は、放電チャンバー３を覆うとともに、放電チャンバー
３の側からの熱流から磁気装置を保護する。

【００１２】カソード２が中心に配置される場合、カソ
ード２の一端は、放電チャンバー３の後方の壁の縁に接
する平面付近に配置される（図２）。言い換えれば、加
速方向のカソード出口端から平面までの距離Δ₇ （図１
及び２）は、０．１ｄ_c （なお、ｄ_c はカソード２の直
径である）を越えてはならない。カソードが脇もしくは
外部に位置するものを使用する場合、カソード２は加速
されたイオン流の強い影響を受ける領域の外に配置され
る。このため、これだけで十分に、開口部の半角が４５
度で放電チャンバーの外壁の出口端部３ｂの内部縁に接
する母面ＩＩＩ（図１）をもつ円錐面と推進器の容積内
部の円錐頂点とからなる仮想円錐の外にカソード２’を
配置できる。

【００１３】推進器の磁気スクリーン４及び５は、磁気
パスとギャップをおいて取りつけできるとともに、図２
で示される磁気的に透過性の材料から製造された少なく
とも一つのブリッジ１９を使って相互連結できる。

【００１４】図３は、相互に垂直な二つの線形平面Ｉ及
びＩＩについて対称である放電チャンバー３とアノード
１と磁気装置とを備えた推進器の実施例の一つを示す。
こうして、外部ポール６と外部磁気スクリーン５は、平
面Ｉ及びＩＩについて対称で、ポール６とスクリーン５
を前記平面について対称な四つの部分に分離する開口切
断部をもつように設計される。外部磁界発生源１０は、
四グループの磁気コイル形式をとり、その各々が磁気パ
ス回路内に配されて外部ポール６の一部と結合される。

【００１５】放電チャンバー３の出口端部３ａ及び３ｂ
とポール６及び７と磁気スクリーン４及び５が加速方向
に対して垂直な平行平面内に配置されるように推進器を
設計するのが好ましい。図４に示すように、キャビティ
２０は、磁気パスの中央芯１２と内部ポール７によって
形成される。カソード２は、前記キャビティ内に配さ
れ、カソード出口端部は放電チャンバー端部について
０．１ｄ_c より大きくない距離で配置される。なお、ｄ
_c はカソードの直径である。

【００１６】放電チャンバー３が支持部材１７によって
磁気装置の外部ポール６に固定されるのと同じような方
法で推進器を構成するのが好ましい。支持部材１７は、
前の部分近くで放電チャンバー３に連結されており、連
結点を除く後半部にギャップをおいて外部磁気スクリー
ン５と放電チャンバー３との間に配置される。

【００１７】推進器は、以下の方法で動作する。磁界発
生源９及び１０は、磁束密度Ｂをもつ主に放射状の磁界
（加速方向と交差）を放電チャンバー３の出口部に作
る。加速方向に沿う強さＥの電界は、アノード１とカソ
ード２間の電圧を加えることによって発生される。動作
ガスは、管路１４を経由してアノード１内部のガス配給
キャビティ１５へ供給される。このガス配給キャビティ
１５が方位角（アノードリング）に沿ってガスの配給の
平衡をとり、チャンネルの孔１６を経由してガスを加速
チャンネルへ送給する。推進器を始動するために、放電
が中空のカソード２内で発火される。電界を加えること
によって電子が加速チャンネルへ達し易くなる。電界と
磁界の交差により電子ドリフトが生じ、これらの平均的
な移動はドリフト速度ｕ＝Ｅ×Ｂ／Ｂ² の（ＥとＢ
に垂直な）方位角方向の移動へ還元される。ドリフトす
る電子と、原子やイオンや放電チャンバー３の壁との衝
突は、アノード１方向へのこれらの漸進的なドリフト
（拡散）を引き起こす。この電子ドリフトは、電界から
電子の獲得するエネルギーによって達成される。この
時、電子は、原子、イオン及び放電チャンバー３の壁と
の非弾性衝突によりエネルギーの一部を失う。エネルギ
ーの獲得と消失の平衡が電子のエネルギーの平均値を決
定し、カソード２とアノード１間の十分に高い電圧Ｕ_d
と、そして電界の強さＥとが、効率的なガスのイオン化
にとっては十分となり得る。発生されるイオンは電界に
よって加速されて、イオン形成位置から加速チャンネル
の断面の上方のプラズマ領域までの電位差ΔＵに一致す
る速度を得る。こうして、ｖ＝（２ｑΔＵ／Ｍ）^1/2 なお、ｑ及びＭは、それぞれイオンの電荷及び質量であ
る。推進器出口で加速されたイオン流は、空間電荷の中
和に必要な電子量を引き出す。この推進器の特別な特徴
は、イオンの加速が準中間媒体の電界によって達成され
るということである。こういう訳で測定されるイオンの
電流密度ｊ（およそ、１００ｍＡ／ｃｍ²以上）は、比
較可能な電圧（およそ、１００〜５００Ｖ）での静電
（イオン）推進器内の電流密度を著しく上回っている。

【００１８】高い推進器効率を達成するには、加速チャ
ンネル内に所定の磁界分布を形成する必要がある。加速
流の安定を保証するには、磁界の強さが加速方向に増大
する領域を放電チャンネル内に作ることが必要である。
付加すると、第一近似で電界の等電位パターンを決定す
る磁力線の形状は収束するものでなければならない。

【００１９】発明者による実験では、磁気装置の磁気パ
ス８が磁気的に透過性の材料から形成された付加的な内
部及び外部の磁気スクリーン４及び５と共に使用される
なら、上に概略を述べた必要条件が保証できることが分
かった。内部スクリーン４は、内部磁界発生源９を覆
い、内部ポール７に対してΔ₂ によって定義される長手
方向のギャップをおいて配置される（図１）。外部スク
リーン５は、その端部が少なくとも放電チャンバー３の
壁の出口部を覆う外部磁界発生源１０の内側に配置され
て、外部ポール６に対してΔ₁ により定義される長手方
向のギャップをおいて配置されるように製造される（図
１）。

【００２０】このような設計の磁気装置は、加速チャン
ネルの大部分を遮蔽すると加速チャンネル内の磁界の強
さの減少を許容するので、従来の磁気装置よりさらに著
しく加速チャンネル内の磁力線の分布を制御できる。さ
らに、実験では、磁気スクリーン４及び５の端面とそれ
ぞれに対応するポール７及び６との間のギャップ値Δ₁
及びΔ₂ がΔ／２を越えないなら、意図した磁気装置が
ポール６及び７間の広げられたギャップΔに必要な磁界
が作れることが分かった。ギャップがΔ／２以上に広が
れば、漸進的に推進効率の低下が生じる。最良の結果は
スクリーン端部間の最小距離で達成される。すなわち、
設計で見込まれる放電チャンバー３に最接近する位置で
達成される。ギャップΔ₁ 及びΔ₂ の最小の大きさは、
ポール６、７の大きさと、スクリーン端部（図１のΔ
₃ ）とそれぞれに対応するポール（図１上のΔ₄ ）とか
らチャンネルの半分の長さまでの比率と、に左右され
る。チャンネルの半分の長さからポールをさらに移動さ
せると、スクリーン４及び５とそれぞれに対応するポー
ル７及び６との間の長手方向のギャップが小さくなる。
また、ポール７及び６とスクリーン４及び５の大きさを
選定する場合、この距離がスクリーン材料の磁気飽和に
ならないようにしなければならないのは当然である。適
当な距離は、計算もしくは実験によって検証できる。

【００２１】磁界の構成を最適化することは、流れの収
束を改善し、放電チャンバーの壁を使って、加速された
プラズマ流の全体的な相互作用の強さを減少させる。こ
れにより、推進効率が増大し、低下を抑え、これに対応
して推進器の寿命が延び、壁からのスパッターされる粒
子の流れ（汚染物）を減少させることになる。ポール間
の増大されるギャップをもつ推進器の効率を上げると、
放電チャンバーの出口部の壁の厚さ（図１のδ₁ 及びδ
₂ ）を増大でき、こうして推進器の寿命を延ばす。スク
リーンをもつ提案された磁気装置は、また放電チャンバ
ー３の出口端部３ａ，３ｂを距離Δ₅ 及びΔ₆ に対して
ポール平面の外側前方へ移動させる。こうして、周辺の
イオン流によるスパッタリングから磁気装置のポール
６、７を保護する。横断流または逆流するイオン流の微
細値が推進器動作の重要な特徴であることに注目すべき
である。

【００２２】推進器の起案と設計において加速されるプ
ラズマ流を偏向させると、推進器の効率が増大できる。
この偏向を行うために別の案がある。提案された異型の
一つでは、外部ポール６と磁気スクリーン５の分離が他
の構成要素の少しの変化とともにイオン流を偏向させ
る。このイオン流の偏向は、方位角方向の別の部分に異
なる形状の磁力線を作ることが可能であるために達成さ
れる。例えば、公称値について１０₁ のコイルの磁化電
流を増大し且つ１０₂ のコイルの磁化電流を減少する
と、チャンネルの上部ではイオン流が平面ＩＩの方へさ
らに偏向されてチャンネルの下部ではイオン流は平面Ｉ
Ｉから離れるように偏向される時（図４）の磁界の形状
を観察できる。結果として、推進器の推進ベクトルは、
その公称位置からの上げから下げへ偏向される。発明者
による実験は、推進効率もしくは推進器の寿命を著しく
減少させることなしに推進ベクトルを１〜１．５度変更
することが可能であることをを示した。このような偏向
は、推進ベクトルを調節するのに使用でき、多くの場合
に推進器の効率を大幅に上げることができる。

【００２３】典型的な形状は、平面のような放電チャン
バー３の脇の平面端部をもつ推進器である。カソードを
内部に配置した中央芯のキャビティにより、放電の方位
角の不統一を増大させ、そして著しくはないが推進器の
効率を上げることができる。放電チャンバーの壁の端側
の平面に接する平面近くにカソードの出口側を位置付け
るのが適当である。カソード２が中央キャビティから
０．１ｄ_c を越える距離まで延長されると、主な流れの
加速されたイオンによってカソード外部の強烈なエロー
ジョンが得られる。しかしながら、０．１ｄ_c より深い
キャビティ内にカソード２を配置すると、推進器を点火
するための放電電圧の著しい増大となる。

【００２４】特別な支持部材１７を使って放電チャンバ
ー３を磁気装置の外部ポール６に固定することは、推進
器の熱機構を改善する。実際には、主な発熱は、放電チ
ャンバー３内に生じる。こういう訳で、防熱部材（ある
いは、支持部材１７）と、放電チャンバー３と磁気装置
間のスクリーン４及び５との採用は、放電チャンバー３
から磁気装置への熱の流れを減少させる。また、これ
は、外部ポール６の大きい面の使用により磁気装置から
の発熱の状態を改善し、直接に熱処理要素への即座の熱
除去により高温レベルを減少させる。この結果、磁気装
置のエネルギーの損失を抑え且つ寿命の延長が得られ
る。

【００２５】全体として、提案した本発明は、推進器の
効率と寿命を増大し、且つ構成要素のスパッタリングに
よって不純物の量を減少させる。

【００２６】上に開示した推進効率ｈ_T ＝０．４〜
０．７と流速ｖ＝（１〜３）１０⁴ ｍ／秒をも
ち、３０００〜４０００時間かそれ以上の寿命をもつ推
進器の実験と試作品は、試験によって確かめられてい
る。

【００２７】本発明は好ましい実施例に関して説明して
きたけれども、当業者であれば、本発明の技術思想から
逸脱することなく種々の変更及び修正が可能であること
は明白であろう。したがって、本発明がその内容を説明
するために使用した特定の実施例によって制限されるべ
きでなく、特許請求の範囲のみで判断されるべきもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成されたクローズド電子ドリフ
トをもつプラズマ加速器の好ましい実施例の断面図であ
る。

【図２】磁気パスに対してギャップをおいて配置される
磁気スクリーンをもつプラズマ加速器の断面図である。

【図３】四つの部分に分離されかつ磁気コイルの四つの
装置を備えた磁気ポール及びスクリーン備えた推進器の
好ましい実施例である。

【図４】平面平行部分を備えた推進器の別の実施例を示
す。

【符号の説明】

１アノードガス配給器２、２’ カソード３放電チャンバー４内部磁気スクリーン５外部磁気スクリーン６外部ポール７内部ポール８磁気パス９内部磁界発生源コイル１０外部磁界発生源コイル１２中央芯１３熱スクリーン１４管路１５ガス配給キャビティ１６フィールドスルー孔１７ホールダー１８スリット１９ブリッジ２０キャビティ２１平面平行領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 592245203 ユリイ・エム・ゴルバチョフロシア国236005、カリニングラド・オブラスト、コンムニスティチェスカヤ58・ケイヴィー７ (73)特許権者 592245214 ブラディミル・ピー・キムロシア国113535モスコウ、３ドロズニ・プロエズド８・コル１・ケイヴィー88 (73)特許権者 592245225 ビャチェスラフ・アイ・コズロフロシア国249810、タルサ・カルズスカヤ・オブラスト、コロレバ９・ケイヴィー12 (73)特許権者 592245236 コンスタンティン・エヌ・コズブスキロシア国236016、カリニングラド・オブラスト、フルンゼ34・ケイヴィー24 (73)特許権者 592245247 ニコライ・エヌ・マスレニコフロシア国236001、カリニングラド・オブラスト、フルンゼ75・ケイヴィー23 (73)特許権者 592245258 アリクシエイ・アイ・モロゾフロシア国123098モスコウ、マルシャラ・ノビコバ７・ケイヴィー84 (73)特許権者 592245269 ドミニク・ディー・セブルクロシア国125171モスコウ、レニングラドスコエ・ショッセ21・ケイヴィー100 (72)発明者ボリス・エイ・アルヒポフロシア国236000、カリニングラド・オブラスト、コンムナルナ12・ケイヴィー12 (72)発明者アンドレイ・エム・ビスハエフロシア国117293モスコウ、アカデミカ・ピルユギナ・コル２・ケイヴィー686 (72)発明者ブラディミル・エム・ガブリウスヒンロシア国115446モスコウ、コロメンスキ・プロエズド１・コル１・ケイヴィー 256 (72)発明者ユリイ・エム・ゴルバチョフロシア国236005、カリニングラド・オブラスト、コンムニスティチェスカヤ58・ケイヴィー７ (72)発明者ブラディミル・ピー・キムロシア国113535モスコウ、３ドロズニ・プロエズド８・コル１・ケイヴィー88 (72)発明者ビャチェスラフ・アイ・コズロフロシア国249810、タルサ・カルズスカヤ・オブラスト、コロレバ９・ケイヴィー12 (72)発明者コンスタンティン・エヌ・コズブスキロシア国236016、カリニングラド・オブラスト、フルンゼ34・ケイヴィー24 (72)発明者ニコライ・エヌ・マスレニコフロシア国236001、カリニングラド・オブラスト、フルンゼ75・ケイヴィー23 (72)発明者アリクシエイ・アイ・モロゾフロシア国123098モスコウ、マルシャラ・ノビコバ７・ケイヴィー84 (72)発明者ドミニク・ディー・セブルクロシア国125171モスコウ、レニングラドスコエ・ショッセ21・ケイヴィー100

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】改善された効率と寿命をもち、クローズ
ド電子ドリフトを備えた推進器であって、出口部をもち、該出口部に面する環状加速チャンネルを
形成する放電チャンバーであって、前記環状加速チャン
ネルが前記放電チャンバーの内壁及び外壁の閉じた等距
離のシリンダ状作業面によって形成されている前記放電
チャンバーと、供給源からのガスを受け取るためのチャンネルと、前記
加速チャンネル内にあるフィードスルー孔を介して前記
加速チャンネルへガスを送給するチャンネルとをもち、
前記加速チャンネルの幅より大きい前記放電チャンバー
の出口平面からの距離で加速チャンネル内部に配置され
る、環状アノードガス配給器と、動作ギャップをそれぞれにもつ外部ポール及び内部ポー
ルを作るために一つの内部磁界発生源と一つの外部磁界
発生源とをもつ放電チャンバーに磁界を発生させるため
の磁気装置であって、前記外部ポールが放電チャンバー
の壁の出口部に最も近くかつ放電チャンバーの外壁外に
配置され、前記内部ポールが放電チャンバーの出口部に
最も近くかつ放電チャンバーの内壁内に配置される前記
磁気装置と、中央芯と結合されており、内部及び外部ポールのそれぞ
れで磁気パス内に配置される少なくとも一つの内部及び
一つの外部磁界発生源をもつ前記磁気パスと、内部磁界発生源を覆っている磁気透過材料から製造さ
れ、内部ポールと第一長手方向ギャップをおいて配置さ
れる内部磁気スクリーンであって、前記第一長手方向ギ
ャップが内部及び外部ポール間の動作ギャップの距離の
半分を越えない前記内部磁気スクリーンと、外部磁界発生源を覆っていて放電チャンバーと前記外部
磁界発生源との間に配置される磁気透過材料から製造さ
れ、外部ポールと第二長手方向ギャップをおいて配置さ
れる外内部磁気スクリーンであって、前記第二長手方向
ギャップが内部及び外部ポール間の動作ギャップの距離
の半分を越えない前記外部磁気スクリーンと、加速チャンネルの領域の外に配置されるガス放電凹みカ
ソードと、を有する前記推進器。
【請求項２】内部ポールは、加速チャンネルの中点か
ら内部磁気スクリーンよりさらに配置され、放電チャンバーの内部及び外部壁の出口部は、増大され
る厚さをもち、放電チャンバーの内部及び外部壁の出口部は、内部及び
外部の出口面に接する平面の外側に配置される、請求項１に記載の推進器。
【請求項３】内部及び外部スクリーンは、磁気パスと
ギャップをおいて配され、磁気的に透過性の材料から製
造されたブリッジにより結合される請求項１に記載の推
進器。
【請求項４】放電チャンバーとアノードと磁気装置
は、二つの相互に直交する長手方向平面に対して対称に
製造され、外部ポールと外部磁気スクリーンは、該外部ポールと該
外部磁気スクリーンをこれら平面に対して四つの対称な
部分に分割する四つの開口スリットで形成され、外部磁界発生源は四つのグループの磁化コイルであり、
各コイルは磁気パス内に配され外部ポールと結合されて
いる、請求項１に記載の推進器。
【請求項５】放電チャンバーの出口部と内部ポールと
外部ポールと内部磁気スクリーンと外部磁気スクリーン
とが加速方向に垂直な平行平面内に配置され、磁気パスの中央芯と内部ポールとが、キャビティを限定
し、カソードは、前記キャビティ内に配置されて、放電チャ
ンバーの端部平面に対して前記カソードの直径の１０分
の１より大きくない距離に配置される出口部をもつ、請求項１に記載の推進器。
【請求項６】放電チャンバーは、放電チャンバーの前
の部分に結合されて放電チャンバーと外部ポールとにギ
ャップをおいて配置されるホールダによって磁気装置の
外部ポールに固定される請求項１に記載の推進器。