JP5295423B2 - ホールスラスタ及び宇宙航行体及び推進方法 - Google Patents
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Description
環状の放電空間を形成し、前記放電空間内に流入する推進剤を電離させてイオンを生成し、生成したイオンを加速させて放出する加速チャネルと、
前記加速チャネルの放電空間に貫通するアノードと、
周方向に配列された複数の孔を有し、前記複数の孔から、前記アノードを介して、孔の位置に応じて量の異なる推進剤を前記加速チャネルの放電空間に供給することにより、周方向で前記加速チャネルの放電空間に前記推進剤の流量が隣り合う領域間で異なる複数の領域を生じさせ、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、前記推進剤の流量が多い領域内の前記推進剤の流量と前記推進剤の流量が少ない領域内の前記推進剤の流量との差を5〜15%の範囲内に調節するディストリビュータとを備えることを特徴とする。
以下、本実施の形態の説明に使用する記号を説明する。
1.周方向流量差の増加に伴って、高磁場側から振動が大きく低減された。
2.電子電流Ieの増加により最大推進効率ηtは低下したが、チャネル径の近いマグネティックレイヤ型とは略同等の推進効率39%を維持し、42〜64mTと広い範囲でΔ<0.2を満たす作動が達成された。
図18及び図19を用いて、本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
図20を用いて、本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
Claims (15)
- 環状の放電空間を形成し、前記放電空間内に流入する推進剤を電離させてイオンを生成し、生成したイオンを加速させて放出する加速チャネルと、
前記加速チャネルの放電空間に貫通するアノードと、
周方向に配列された複数の孔を有し、前記複数の孔から、前記アノードを介して、孔の位置に応じて量の異なる推進剤を前記加速チャネルの放電空間に供給することにより、周方向で前記加速チャネルの放電空間に前記推進剤の流量が隣り合う領域間で異なる複数の領域を生じさせ、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、前記推進剤の流量が多い領域内の前記推進剤の流量と前記推進剤の流量が少ない領域内の前記推進剤の流量との差を5〜15%の範囲内に調節するディストリビュータとを備えることを特徴とするホールスラスタ。 - 前記複数の領域は、2n(nはn≧2となる整数)個の領域であり、
前記ディストリビュータは、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、周方向で奇数番目の領域内の前記推進剤の流量と周方向で偶数番目の領域内の前記推進剤の流量との差を5〜15%の範囲内に調節することを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。 - 前記複数の領域は、4個の領域であり、
前記ディストリビュータは、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、周方向で1番目及び3番目の領域内の前記推進剤の流量と周方向で2番目及び4番目の領域内の前記推進剤の流量との差を5〜15%の範囲内に調節することを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。 - 前記ホールスラスタは、さらに、
周方向で前記複数の領域に1つずつ対応する複数の区間に区切られた与圧室であって、区間ごとに前記推進剤が注入されるポートを有する与圧室と、
前記推進剤を前記与圧室のポートに注入する推進剤注入部であって、前記与圧室の区間ごとに前記推進剤の注入量を調節する推進剤注入部とを備え、
前記ディストリビュータは、前記与圧室の区間ごとに前記与圧室のポートに注入された推進剤を、前記複数の孔のうち、前記アノードを通じて前記与圧室の各区間に対応する領域に貫通する孔から前記加速チャネルの放電空間に供給することを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。 - 前記与圧室の複数の区間は、2n(nはn≧2となる整数)個の区間であり、
前記推進剤注入部は、前記与圧室の全てのポートへの前記推進剤の注入量に対して、周方向で前記与圧室の奇数番目の区間に配置されたポートへの前記推進剤の注入量と周方向で前記与圧室の偶数番目の区間に配置されたポートへの前記推進剤の注入量との差を5〜15%の範囲内に調節することを特徴とする請求項4に記載のホールスラスタ。 - 前記与圧室は、周方向で均等に前記複数の区間に区切られていることを特徴とする請求項4に記載のホールスラスタ。
- 前記ディストリビュータの複数の孔は、孔の位置によって形状が異なることを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。
- 前記ディストリビュータの複数の孔は、孔の位置によって径及び長さの少なくともいずれかが異なることを特徴とする請求項7に記載のホールスラスタ。
- 前記複数の領域は、2n(nはn≧2となる整数)個の領域であり、
前記ディストリビュータの複数の孔は、全ての孔のコンダクタンスに対して、周方向で奇数番目の領域に貫通する孔のコンダクタンスと周方向で偶数番目の領域に貫通する孔のコンダクタンスとの差が5〜15%の範囲内となるように形成されていることを特徴とする請求項7に記載のホールスラスタ。 - 前記ディストリビュータの複数の孔は、孔の位置によって密度が異なることを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。
- 前記複数の領域は、2n(nはn≧2となる整数)個の領域であり、
前記ディストリビュータの複数の孔は、全ての孔の数に対して、周方向で奇数番目の領域に貫通する孔の数と周方向で偶数番目の領域に貫通する孔の数との差が5〜15%の範囲内となるように配列されていることを特徴とする請求項10に記載のホールスラスタ。 - 前記アノードは、前記ディストリビュータから立設し、前記加速チャネルの放電空間に連通する環状空間を形成する間隙を空けて対向配置された外側環状壁及び内側環状壁と、前記外側環状壁及び前記内側環状壁間で前記ディストリビュータから立設し、前記環状空間を、周方向で前記複数の領域に1つずつ対応する複数の区間に区切る複数の仕切り板とを有することを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。
- 前記ディストリビュータは、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、前記推進剤の流量が多い領域内の前記推進剤の流量と前記推進剤の流量が少ない領域内の前記推進剤の流量との差を10%に調節することを特徴とする請求項1に記載のホールスラスタ。
- 請求項1に記載のホールスラスタを搭載したことを特徴とする宇宙航行体。
- 環状の放電空間を形成する加速チャネルが、前記放電空間内に流入する推進剤を電離させてイオンを生成し、生成したイオンを加速させて放出し、
周方向に配列された複数の孔を有するディストリビュータが、前記複数の孔から、前記加速チャネルの放電空間に貫通するアノードを介して、孔の位置に応じて量の異なる推進剤を前記加速チャネルの放電空間に供給することにより、周方向で前記加速チャネルの放電空間に前記推進剤の流量が隣り合う領域間で異なる複数の領域を生じさせ、前記加速チャネルの放電空間内の前記推進剤の流量に対して、前記推進剤の流量が多い領域内の前記推進剤の流量と前記推進剤の流量が少ない領域内の前記推進剤の流量との差を5〜15%の範囲内に調節することを特徴とする推進方法。
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