JPH01100387A - 電気推進機 - Google Patents
電気推進機Info
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- JPH01100387A JPH01100387A JP25376587A JP25376587A JPH01100387A JP H01100387 A JPH01100387 A JP H01100387A JP 25376587 A JP25376587 A JP 25376587A JP 25376587 A JP25376587 A JP 25376587A JP H01100387 A JPH01100387 A JP H01100387A
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- Granted
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- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 15
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は宇宙船の運動を制御する電気推進機に関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］
従来この種の電気推進機に関する文献の一例として、”
Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ’ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐ
ｕｌｓｉｏｎ’ 。
Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ’ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐ
ｕｌｓｉｏｎ’ 。
Ｐ、１１８〜Ｐ、１２１ 、 Ｍｅ Ｇｒａｙ−旧ＩＩ
、 １９８ｇ、に開示されたものがある。
、 １９８ｇ、に開示されたものがある。
第２図はこの文献に示されているものに相似する電気推
進機の模式構成説明図である。図において、（１）は電
源、（２）は陽極、（３）は陰極、（４）は陽極（２）
と陰極（３）を電気的に絶縁する絶縁材、（５）は推進
剤（中性ガス）を供給するガスボンベすなわちガス供給
器である。（９）はアーク放電により推進剤が加熱され
・る放電部、（１０）は推進剤が排気されるノズル部、
（１１）はガス流入管である。
進機の模式構成説明図である。図において、（１）は電
源、（２）は陽極、（３）は陰極、（４）は陽極（２）
と陰極（３）を電気的に絶縁する絶縁材、（５）は推進
剤（中性ガス）を供給するガスボンベすなわちガス供給
器である。（９）はアーク放電により推進剤が加熱され
・る放電部、（１０）は推進剤が排気されるノズル部、
（１１）はガス流入管である。
次に動作について説明する。ガスボンベ（５）より推進
剤（中性ガス）がガス流入管（１１）を介して陰極（３
）の中を通り放電部（９）へ供給される。放電部（９）
では電源（１）より与えられる電力で陽極（２）と陰極
（３）、との間でアーク放電が生じており、このアーク
放電により推進剤が加熱され、プラズマ状態となる。プ
ラズマ状態とな゛った推進剤は陽極（２）のノズル部（
１０）から排気されて推力を生み出すと同時に、放電部
（９）においてアーク放電を維持させる働きをする。推
進機の始動時には、推進剤（中性ガス）を供給した状態
で陽極（２）と陰極（３〉との間に高電圧をかけ絶縁破
壊を起こしアーク放電を起動させる。アーク放電を起動
した後の動作は前述したとうりである。
剤（中性ガス）がガス流入管（１１）を介して陰極（３
）の中を通り放電部（９）へ供給される。放電部（９）
では電源（１）より与えられる電力で陽極（２）と陰極
（３）、との間でアーク放電が生じており、このアーク
放電により推進剤が加熱され、プラズマ状態となる。プ
ラズマ状態とな゛った推進剤は陽極（２）のノズル部（
１０）から排気されて推力を生み出すと同時に、放電部
（９）においてアーク放電を維持させる働きをする。推
進機の始動時には、推進剤（中性ガス）を供給した状態
で陽極（２）と陰極（３〉との間に高電圧をかけ絶縁破
壊を起こしアーク放電を起動させる。アーク放電を起動
した後の動作は前述したとうりである。
上記電気推進機は、真空槽内において実験された３０ｋ
Ｗ放射冷却形のアークジェットとして実験段階のもので
あり、その操作条件は一例として第１表のように示され
ている。
Ｗ放射冷却形のアークジェットとして実験段階のもので
あり、その操作条件は一例として第１表のように示され
ている。
第１表
［発明が解決しようとする問題点］
従来の電気推進機は以上のように構成されているので、
始動時の放電開始電圧による絶縁破壊が惹起する過渡的
大電流によって発生するスパッタリングなどのために、
陽極（２）と陰極（３）の損耗が激しく、その上スパッ
タされた粒子が画電極のスペーサ用絶縁体（４）の表面
に堆積することにより絶縁性が劣化することなどのため
に、寿命が短いなどの問題があった。
始動時の放電開始電圧による絶縁破壊が惹起する過渡的
大電流によって発生するスパッタリングなどのために、
陽極（２）と陰極（３）の損耗が激しく、その上スパッ
タされた粒子が画電極のスペーサ用絶縁体（４）の表面
に堆積することにより絶縁性が劣化することなどのため
に、寿命が短いなどの問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、始動時の陽極（２）と陰極（３）の損耗を減
らし、寿命の長い電気推進機を得ることを目的とする。
たもので、始動時の陽極（２）と陰極（３）の損耗を減
らし、寿命の長い電気推進機を得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この発明に係る電気推進機は放電部に弱電離した推進剤
を供給するために、推進剤ガス流路内において、放電部
の上流位置に補助放電室を付加したものである。
を供給するために、推進剤ガス流路内において、放電部
の上流位置に補助放電室を付加したものである。
［作用コ
この発明における補助放電室は、例えばその外側に設け
たコイルによる高周波放電によって、ガス供給器（ボン
ベ）より供給される推進剤（中性ガス）を弱電離させて
、この弱電離ガスを放電部に供給するものである。この
ため、放電部においては前記の絶縁破壊の放電開始電圧
が著るしく低くなり、したがって、始動時の過渡的大電
流をおこすことなく放電開始時もその後の安定放電持続
時とほぼ同様な安定した放電が行われる。
たコイルによる高周波放電によって、ガス供給器（ボン
ベ）より供給される推進剤（中性ガス）を弱電離させて
、この弱電離ガスを放電部に供給するものである。この
ため、放電部においては前記の絶縁破壊の放電開始電圧
が著るしく低くなり、したがって、始動時の過渡的大電
流をおこすことなく放電開始時もその後の安定放電持続
時とほぼ同様な安定した放電が行われる。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は直流電源、（２）はトリウム含有
タングステンからなる陽極、（３）はトリウム含有タン
グステンからなる陰極、（４）は陽極（２）と陰極（３
）を電気的に絶縁しかつスペーサの役目をもつボロンナ
イトライドを材料とする絶縁剤、（５）は推進剤（中性
ガス）すなわちこの実施例ではアルゴンガスを供給する
ガスボンベすなわちガス供給器である。（６）はガスボ
ンベ（５）から供給されるアルゴンガスを弱電離するた
めの補助放電室であり、石英ガラス管で構成される。
図において、（１）は直流電源、（２）はトリウム含有
タングステンからなる陽極、（３）はトリウム含有タン
グステンからなる陰極、（４）は陽極（２）と陰極（３
）を電気的に絶縁しかつスペーサの役目をもつボロンナ
イトライドを材料とする絶縁剤、（５）は推進剤（中性
ガス）すなわちこの実施例ではアルゴンガスを供給する
ガスボンベすなわちガス供給器である。（６）はガスボ
ンベ（５）から供給されるアルゴンガスを弱電離するた
めの補助放電室であり、石英ガラス管で構成される。
（７）は補助放電室（６）に磁場を加えるコイルであり
、コイル直径２０ｃｍ、ターン数は５である。（８）は
コイル（７）に高周波電流を流すための高周波電源で、
周波数３ＭＨｚ、投入電力２．５ｋＷである。
、コイル直径２０ｃｍ、ターン数は５である。（８）は
コイル（７）に高周波電流を流すための高周波電源で、
周波数３ＭＨｚ、投入電力２．５ｋＷである。
（９）は電源（１）の電圧が印加されて生ずるアーク放
電により推進剤が加熱される放電部、（”ｔｏ）は推進
剤が排気されるノズル部である。そして、補助放電室（
６）はガス流入管（１１）によってガスボンベ（５）と
接合され、ガス流出管（ｌｌａ）によって陰極（３）内
に設けられたガス通路（１２）に接合され、ガス（推進
剤）はこのガス通路（１２）を介して放電部（９）に供
給される。
電により推進剤が加熱される放電部、（”ｔｏ）は推進
剤が排気されるノズル部である。そして、補助放電室（
６）はガス流入管（１１）によってガスボンベ（５）と
接合され、ガス流出管（ｌｌａ）によって陰極（３）内
に設けられたガス通路（１２）に接合され、ガス（推進
剤）はこのガス通路（１２）を介して放電部（９）に供
給される。
なお、第１図の実施例の電気推進機は真空度ｔａｐａの
図示しない真空槽の中にセットされて実験に供せられた
ものである。
図示しない真空槽の中にセットされて実験に供せられた
ものである。
次に動作について説明する。ガスボンベ（５）より推進
剤（中性ガス）はガス流入管（１１）を通って補助放電
室（６）へ供給される。補助放電室（６）の内部には高
周波電源（８）で駆動されるコイル（７）により磁場が
生じている。この磁場により推進剤か弱電離される。す
なわち、無電極放電により弱電離がおこなわれる。弱電
離された推進剤はガス流出管（ｌｌａ）を介して陰極（
３）の中を通り放電部（９）へ供給される。放電部（９
）では電源（１）より与えられる電力で陽極（２）と陰
極（３）との間でアーク放電が生じており、このアーク
放電により推進剤が加熱されプラズマ状態となる。プラ
ズマ状態となった推進剤は陽極（２）のノズル部（１０
）から排気されて推力を生み出すと同時に放電部（９）
においてアーク放電を維持する。推進機の始動時には、
弱電離した推進剤を放電部（９）に供給した状態で陽極
（２）と陰、極（３）との間に電圧をかけアーク放電を
起動させるが、推進剤がすでに弱電離した状態にあるた
め、低い電圧でアーク放電を起動できる。
剤（中性ガス）はガス流入管（１１）を通って補助放電
室（６）へ供給される。補助放電室（６）の内部には高
周波電源（８）で駆動されるコイル（７）により磁場が
生じている。この磁場により推進剤か弱電離される。す
なわち、無電極放電により弱電離がおこなわれる。弱電
離された推進剤はガス流出管（ｌｌａ）を介して陰極（
３）の中を通り放電部（９）へ供給される。放電部（９
）では電源（１）より与えられる電力で陽極（２）と陰
極（３）との間でアーク放電が生じており、このアーク
放電により推進剤が加熱されプラズマ状態となる。プラ
ズマ状態となった推進剤は陽極（２）のノズル部（１０
）から排気されて推力を生み出すと同時に放電部（９）
においてアーク放電を維持する。推進機の始動時には、
弱電離した推進剤を放電部（９）に供給した状態で陽極
（２）と陰、極（３）との間に電圧をかけアーク放電を
起動させるが、推進剤がすでに弱電離した状態にあるた
め、低い電圧でアーク放電を起動できる。
上記の動作によって得られた第１図の実施例による電気
推進機の動作特性その他をまとめて第２表に示した。
推進機の動作特性その他をまとめて第２表に示した。
第２表
第２表から明らかなように、直流電源（１）の電圧は１
６Ｖで十分作動し、第１表の電圧２００ Ｖと比べて１
／１０程度となり、前記のような弱電離ガスの効果が示
されている。
６Ｖで十分作動し、第１表の電圧２００ Ｖと比べて１
／１０程度となり、前記のような弱電離ガスの効果が示
されている。
なお、第２表に示した推進剤のアルゴンガス及びその他
の特性数値等はこれらに限定されるものでないことはい
うまでもなく、また弱電離のための高周波電源（８）の
仕様も上記に限定されるものではない。また、上記実施
例では補助放電室（６）は石英ガラス管を用いた場合に
ついて説明したが、この材料は磁力線が通り抜ける材質
であればよく、石英ガラスに限定されないが、耐熱性を
もち、かつ電気的絶縁性の良いものが好ましいことはい
うまでもない。
の特性数値等はこれらに限定されるものでないことはい
うまでもなく、また弱電離のための高周波電源（８）の
仕様も上記に限定されるものではない。また、上記実施
例では補助放電室（６）は石英ガラス管を用いた場合に
ついて説明したが、この材料は磁力線が通り抜ける材質
であればよく、石英ガラスに限定されないが、耐熱性を
もち、かつ電気的絶縁性の良いものが好ましいことはい
うまでもない。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば放電部のガス上流部位
に補助放電部を付加し、弱電離した推進剤を放電部に供
給できるので、電気推進機の始動時に陽極と陰極の損耗
を減らすことができ、寿命を延ばすことができるととも
に、放電部のアーク放電用の電圧を減小することのでき
る効果がある。
に補助放電部を付加し、弱電離した推進剤を放電部に供
給できるので、電気推進機の始動時に陽極と陰極の損耗
を減らすことができ、寿命を延ばすことができるととも
に、放電部のアーク放電用の電圧を減小することのでき
る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電気推進機を示す構
成図、第２図は従来の電気推進機を示す構成図である。 図において、（２）は陽極、（３）は陰極、（６）は補
助放電室、（９）は放電部である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
成図、第２図は従来の電気推進機を示す構成図である。 図において、（２）は陽極、（３）は陰極、（６）は補
助放電室、（９）は放電部である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）推進剤用ガスのガス供給器と、陽極と陰極とから
なる放電部と、上記陽極の先端部に形成されたノズル部
とで構成される電気推進機において、上記ガス供給器と
上記放電部とを接合するガス径路中に設置され、上記推
進剤の弱電離ガスを上記放電部に供給する補助放電室を
備えたことを特徴とする電気推進機。 - （２）補助放電室の放電は高周波無極放電であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気推進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25376587A JPH01100387A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電気推進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25376587A JPH01100387A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電気推進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100387A true JPH01100387A (ja) | 1989-04-18 |
| JPH0545797B2 JPH0545797B2 (ja) | 1993-07-12 |
Family
ID=17255830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25376587A Granted JPH01100387A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電気推進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100387A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011074887A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | ホローカソード |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25376587A patent/JPH01100387A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011074887A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | ホローカソード |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545797B2 (ja) | 1993-07-12 |
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Legal Events
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