JPH02230972A

JPH02230972A - 電熱式アークジェット噴射器

Info

Publication number: JPH02230972A
Application number: JP2066589A
Authority: JP
Inventors: Wayne Smith William; ウイリアム　ウエイン　スミス; Clark Knowles Stephen; スチーブン　クラーク　ノウルズ
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-09-13
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2939261B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、一般に宇宙船を動かすための小型推進装置に
関し、特にアークジェット噴射器（ｔｈｒｕｓｔｅｒ）
で、その噴射器の改良された効率及び最適性能を得るた
めにアークの開始及び定常状態の確立を制御する機構を
組み込んだアークジェット噴射器に関する．〔従来の技術〕従来から知られている、アークジェット噴射器は、アー
ク放電から流動推進剤への熱移動により電気エネルギー
を熱エネルギーへ変換し、ノズルを通る加熱された推進
剤の膨張により熱エネルギーを指令された運動エネルギ
ーへ変換する．アークジェット噴射器の楕遣及び操作の
歴史的概観からの説明及びこの稲の電熱推進に伴われる
間頭について、次の刊行物に注意が払われている：Ｌ．
Ｅ．ウォルナ−（Ｈａｌｌｎｅｒ）及びＪ．シジカ（Ｃ
ｚｉｋａ）　Ｊ　ｒ．による「宇宙船推進のためのアー
クジェット噴射器Ｊ　（ＮＡＳＡ　Ｔｅｃｈ　Ｎｏｔｅ
　Ｄ−２８６８，　Ｊｕｎｅ　１９６５）、Ｆ．Ｇ．ベ
ンジッヒ（Ｐｅｎｚｉｇ）による［アーク加熱された熱
ジェ’ｙトエンジン」（＾Ｄ　６７１５０１，■ｏｌｌ
ｏｍｅｎ＾ｉｒ　Ｆｏｒｃｅ　Ｂａｓｅ．　Ｍａｒｃｈ
　１９６８）、及びＲ．Ｇ．ジェーン（Ｊａｈｎ）によ
る「電気推進の物理Ｊ　（Ｐｈｙｓｉｃｓｏｆ　Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ　Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ）　（ＭｃＧｒａｗ
−ＨｉｌｌＢｏｏｋ　Ｃｏ．１９６８），　Ｇ．Ｌ．キ
ャン（Ｃａｎｎ）による米国特許第４，５４８，０３３
号にも注意が払われている．標準的に作られたアーク加
熱噴射器は１９６０年代の初頭から開発されてきている
が、ＮＨ．又はＨ２を用い，典型的には３０％の効率を
持ち、それらのアークジェット噴射器は始動が極めて困
難であると言う欠点を有し、それと共に始動時に大きな
腐食速度を伴なっている．従って、アーク開始及び定常
状態でのアークのはり付き（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）状
態をを効果的に制御し、噴射器ブロックの腐食を減少さ
せ、その寿命を伸ばすように開発された方法はない．ア
ークは、ブロックの亜音速領域中の接触点でそのブロッ
クにはり付いた集中した放射状スパイク（ｓｐｉｋｅ）
のような形をとる傾向があり、悪くすると噴射器の完全
な破壊、良くてもその噴射器から予期される工程数を減
少させる重大なその凹み形成及び腐食を起こす．更に、
これらのアークジェット噴射器の性能及び効率は決して
最高にはなっていない．最近の実験データーは、１９６
０年代初頭に報告された性能及び効率水準よりも大きな
向上が得られたことを示している．適切な設計変更によ
り一層大きな向上が可能である．従って、これまで性能
及び効率について経験された問題、及びアーク開始及び
定常状態でのアークはり付きで経験される問題を取り扱
い、それらの代わりに同じように厳しい別の一連の間組
を起こすことなく、それらの有害な効果を実質的に減少
させるアークジェット噴射器設計を与える新しい方法に
対する要求が存在している．〔本発明の要約〕本発明は、前記要求を満足するように設計され、向上し
た効率を持つアークジェット噴射器を与える．本発明は
、従来法では知られていない幾つかの異なった特徴を有
し、それらはアークジェット噴射器で歴史的に起きてい
る問題を実質的に改善し、宇宙船を飛行させるための経
済的で信頼性のある推進装置にアークジェット噴射器を
使えるようにするのに有望なものである．それら特徴の
殆どは、同じアークジェット噴射器に一緒に組み込んで
、著しく向上した効率及び最高の性能を実現するように
してもよいが、或る場合には、それら特徴の幾つかから
導き出される利点を、別々の推進器でその他の特徴とは
夫々別々に利用するようにしてもよい．一つの特徴は、触媒によるヒドラジン分解室を用い、電
気アーク加熱器へ供給し、推進に有用な過熱された部分
的にイオン化された推進剤を生成することに関する．他の特徴は、アーク間隙、アークはり付き状態及び電流
変動を制御するために、電流及び推進剤の物質流動と共
に移動可能な陰極棒を使用することに関する．アーク開
始時に間隙、電流及び推進剤流を最小にすることは、腐
食を低下し必要な電力を減ずる．アーク開始後、性能を
最高にし腐食を最小にするために、ノズルの亜音速拡散
流動領域内にアークのはり付き位置を定めるため陰極を
移動させることができる．更に、別の特徴は、電気絶縁性材料を用いて、噴射器ブ
ロックの狭窄体をその主に亜音速領域中に形成すること
に関する．絶縁性狭窄体は、その狭窄体より下流に位置
する陰極とノズル陽極との間に純粋に軸方向の電場及び
電流通路を与える．そのようなやり方で放射状の電子の
移動は最小になり、アークコア（ｃｏｒｅ）は最大の抵
抗を持つ非常に小さな断面積に局限される．狭窄体壁へ
の電子の拡散による電流の損失も無くなる．更に別の特徴は、電気絶縁性狭窄体と一緒に導電性アー
ク開始レール（ｒａｉｌ）を用いて、開始電流を最小に
し、それにより始動時のブレークダウン電圧を最小にし
、「穏やかな（ｓｏｆｔ）始動」法を、腐食を最小にし
噴射器の寿命を伸ばすために適用できるようにすること
に関する．更に別の特徴は、選択的に正又は負の電位を持つことが
できる調節可能な又は「浮動する（ｆ　ＩｏａＬｉＢ）
Ｊ電極を噴射器の狭窄体の領域中に用い、軸方向の電場
を制御し、それによって，最高の性能及び向上した効率
のためアークコアの直径を制御することである．最後の特徴は、非平行形状の亜音速一超音速遷移域を持
つ狭窄体を使用し、向上した効率及びアーク安定性を得
るためアークはり付き最適位置を与えることである．ア
ークのはり付きが起きる低圧超音速領域を与えるように
狭窄体を形付けることにより、アークは拡散状にはり付
き、それによって腐食が減少するのを確実にする．高圧
領域では、確立されるアークは一層局限され、その結果
エネルギー移動が一層集中し腐食性になる．本発明のそ
れら及び他の利点及びそれによって得られることは、本
発明の例としての態様を示し且つ記述した図面と共に次
にの詳細な記述を読むことにより当業者には明らかにな
るであろう．以下の記載で、幾つかの図面に互って同じ
番号は同じ又は対応する部分を示す．』ｉ図面、特に第１図に関し、そこには本発明の特徴を有す
る数字《ｌＯ）で全体的に示した改良された高能率のア
ークジェ；ノト噴射器の概略的構造が示されている．ア
ークジェット噴射器（ｌＯ）は、絞り弁（１６）を通っ
て触媒による分解室（１４）と流通した供給導管（１２
）を有する．推進噴射衝撃が必要な場合、ヒドラジン（
Ｎ　２Ｈ　．）の如き液体単独推進剤を導管（１２）を
通って供給し、絞り弁（１６）を経て分解室（１４）中
へ導入する．室（１４）内ではシェル（Ｓｈｅｌｌ）４
０５の如き適当な触媒が慣用的やり方で用いられ、液体
ヒドラジンをＮ２、Ｈ，及びＮ　Ｈ　３のガス状混合物
へ分解する．発熱反応により、このガス状混合物は約１
５００”Ｆの如き上昇した温度になる．アークジェット
噴射器（１０）は、後方部分に中心通路（２０）を有す
るブロック（１８）を有し、その通路を通って長い導電
性円柱状棒の形をした陰極（２２）が伸びている．陰極
（２２）は、その陰極を前後に軸方向に動かすために、
後端（２４）の所で回転運動伝達機構（２８）によって
配置モーター（２６）に連結されている．陰極（２２）
は、その先端の所に円錐状の先端（３０）を有し、その
先端は狭窄体（３４）及びブロック（１８）の前部の所
に定められたノズル陽極（３６）によって形成されたア
ーク室（３２）の上流端中へ伸びている．ブロック（１８）はその中に定められた熱交換器（３８
）を有し、それは陰極（２２）の前部を取り巻き、通路
（４０）が分解室（１４）から熱交換器（３８）を通っ
てアーク室（３２）へ通じている．予熱されたガス混合
物は、分解室（１４）から通路（４０）を通りアーク室
（３２）へ送られる．電気アークは、狭窄体（３４）と
ノズル陽極（３６）とによって規定されたアーク室（３
２）中に確立され、それは狭窄体（３４）中のガス動的
圧力／プラズマ圧力の均衡によって安定化される．電気
アークは陰極《２２》の先端（３０）から発し、狭窄体
（３４）を通りノズル陽極（３６）へ行く．アーク室（
３２）中でのアークからガスへのエネルギー伝達はかな
り大きなものであり、７０００〜９０００の内部平均温
度がそこに達成される．噴射器ブロック（１８）は径方向の電場を制御し、狭窄
体（３４）の一部分中の電流キャリャーの分布を最適に
するため可変「浮遊」電極（４２）を用いている．電気
絶縁性材料（４４）を狭窄体（３４）に用い、径方向の
電場を除去し、それによって電流キャリャ一を狭窄体を
通るガス流へ局限する．ノズル陽極（３６）に対する陰極（２２》の相対的位置
は、アークを開始させる時、陰極の位置を定めるモータ
ー（２６）及び駆動機構（２８》によって変えることが
できる．隘極（２２）は、その後端（２４）の所が金属
蛇腹（４６）によって密封されており、その蛇腹は運動
伝達機構（２８）に伴われている．電圧供給器（４８＾
）によって電流が与えられる噴射器制御回路（４８）が
与えられている．第２図に詳細に例示されている回路（
４８）は、制御器（４８Ｂ）〜（４８Ｇ）によって噴射
器の作動を監視し、それに命令を与える．特に制御回路
（４８）は、陰極（２２）に結合された導線（５０）に
流れるアークを発生させるための電流を感知し、陰極（
２２）を始動中に後方へ動かす．導線（４９）を通る陰
極配置モーター（２６）への命令は、始動手順中制御回
路（４８》から発せられる．陰極を引き込む工程中、電
流は制御回路（４８）により導線（５１》を経て作動水
準まで増加され、同時に絞り弁（１６）が、制御回路（
４８）から導線（５２）を経て液体単独推進剤の流動量
を作動水準まで増加するように命令され、アークが定常
状態の作動状態までもっていかれ、そこで導線（５３）
を経て制御回路（４８》により制御される結果になる．アークジェット噴射器（１０）の操作の上記全体的構成
及び様式を考慮に入れて、今簡単に上で述べた本発明の
特徴の殆んどを次に一層詳細に記述する．やかｔ始動能力　び始　レール上述の如く位置変動可能な陰極（２２）及び陰極（２２
）の位置を遠隔操作するための駆動モーター（２６》及
び運動伝達機構（２８）は、腐食のない始動を可能にす
ると共に、定常状態作動中のアークはり付き状態を制御
するのに役立つ．固定された陰極では、アークジェット
開始時の初期電流変動が、陰極及び噴射器ブロック（１
８》に寿命を短くする激しい腐食を起こすことが示され
ている。予め加熱されたガス混合物の物質流動調節と組
み合わせた位置変動可能な陰極（２２》により、低腐食
始動法、即ち穏やかな始動を行わせることができる．始
動法では、陰極（２２）を、絶縁材料ク４４）の無い・
陽極の一部分にもなっている狭窄体（３４）の近くまで
最初に移動させる．従って、始動時には陰極（２２）と
狭窄体（３４）との間には、０〜０．１ｉｎの範囲位の
小さな初期間隙しか存在しない．その時、低電圧、低電
流のアークが開始される．低い電力水準で陰極（２２）
が加熱され、高電力固定陰極の場合の有害な熱衝撃効果
を起こさずに狭窄体（３４》が始動する．一度びアーク
が開始されたら、配置モーター（２６》及び運動伝達機
構（２８）の操作により、陰極（２２）を後方に動かす
．同時にアーク電流及びガス混合物の流動量を、定常状
態作動点まで増加する．下に記載する目的から、もし狭窄体（３４）に電気絶縁
性材料（４４）が用いられているならば、ノズル陽極（
３６）までの路は長くなり、アークを発生させるため一
層多くの電力が必要になり、陰極（２２）及び噴射器ブ
ロック（１８）への腐食効果が大きくなる点でアーク開
始は一層困難になる．この問題を解決するため第３図に
示すように、ノズル陽極（３６）より上流に絶縁性狭窄
体（３４）を通って伸び、中のアーク室（３２）へ露出
したノズル陽極延長部即ち始動レール（５４）を与え、
始動手順中陽極として働らくようにする．レール（５４
）は、絶縁性材料（４４）の内側周辺に作られた削除部
中に配置されている．第３図には１つのレール（５４）
が示されているが、それは他の形態をとってもよいこと
は分かるであろう．これにより、始動時に陰極（２２）
の先端（３０）はノズル陽極（３６）の始動レール（５
４）の上流端に近く配置される．絶縁性材料（４４）が
存在する時、始動レール（５４》を用いることにより、
必要なブレークダウン電圧が最小になり、後の電流変動
力１最小になる．一度び定常状態に到達したら、アーク
は単に始動レール（５４）を過ぎてノズル陽極（３６）
の広がった部分へと下流へ吹かれ、従ってレールは何の
働きもしない．位置変動可能な陰極（２２）は、定常状態にある間アー
クはり付き点を制御するためにも用いられる．与えられ
た電流、ガス流量及びノズル形状に対し、陰極《２２）
とノズル陽極（３６）との問に発生したアークについて
熱的関係とガス運動関係との間の均衡により、アークの
長さが決定される．陰極（２２》を正確に配置すること
によりアークはり付き点は、ノズル陽極（３６）の広が
った壁に沿って下流へ移動させることができる．性能を
最高にし、腐食を最小にすることは、狭窄体（３４）の
下流にある広がったノズル陽極（３６）の拡散領域中に
アークがはり付くようにすることにより達成される．窄　　　の　　　　　　　　　　゛第３図に示す如く、噴射器ブロック（１８）の狭窄体（
３４）の上流２／３は窒化珪素、アルミナ、ベリリア等
の如き電気絶縁性材料（４４）からなる．アークジェッ
ト中の主たる熱移動は、アークコア（アークの中心部）
中の抵抗加熱と、続くそのエネルギーの周囲のガスへの
伝導によるものである．抵抗加熱は電流量に正比例し、
電流量は陰極（２２》から発する電子数に正比例する．抵抗熱移動の効果を最大にするため、電子はアークコア
又は取り巻く過熱されたガス中に、得ることができる最
大距離に亘って保たれなければならない．これまで、狭
窄体の壁は常に導電性金属で、接地されていた．従って
、アークのコアからガスを通ってその壁への伝導路が生
じていた．行なわれた分析によると、電流のかなりの量
が壁への「電子拡散」により失われ、従って効率の低下
が起きることが予測された．噴射器の狭窄体（３４）に
絶縁性材料（４４）を用いて行なわれた試験では、ＮＨ
，を用いた比インパルス６３０　１ｂ−ｓ／Ｉｂ　Ｃ力
（ボンド）・秒／質量（ボンド）〕で４７％の効率が測
定された．これらの数値は、この動力範囲で従来示され
ていたアークジェット噴射器より３０〜５０％の性能の
改善を反映している．従って、狭窄体（３４）に絶縁性材料（４４）を用いる
ことは、電流がノズル陽極（３６）へ到達するのに一層
長い路を取らせることになる．このことは、電子をアー
クコア及び取り巻くガス混合物中に一層長い時間保持し
、流れるガス混合物の抵抗加熱を増大することになる．遊または制御された狭窄体電極狭窄体（３４）を通って伸びる柱状アークを広げるか又
は更に絞るために、浮遊電極（４２）と呼ばれる第２電
場効果電極を用いる．前に記述した絶縁性狭窄体材料（
４４）は浮遊電極（４２）と共に又はそれを使わずに用
いてもよいことを述べておきたい．電［１　（４２）は
、種々の形をとることができる．例えば、リング又はド
ーナッツの如き形をしていてもよい．絶縁性材料（４４
）が存在している場合、電極（４２）は第３図に示すよ
うに、それを通って径方向に伸びているであろう．しかし、浮遊電極（４２）はアークはり付き点として働
らくのではない．第３図から分かるように、それは、電
力制御器（５６）によって陰極（Ｚ２）に対し、二次正
又は負の電位に維持される．定常状態の作動では、電力
制御器（５６）は陰８ｉ！（２２）及びノズル陽極（３
６）に対しては夫々固定された負電位及び正電位を印加
するのに対し、浮遊電極（４２）の電位は、陰極に対し
正又は負に変えることができる．浮遊電極（４２）の電
位を調節することによりアーク広がりの細かな調節を行
なうことができる．従って要約すると、浮遊電極（４２
）の目的は、アークが狭窄体（３４）を通る時、そのア
ークの形を決めることである．アークが狭窄体（３４）
内のアーク室（３２）を通る時、できるだけアークを真
っ直ぐ又は平らにし、ノズル陽極（３６）まで一層長い
路を通るようにすることが望ましい．従って、アークが
狭窄体（３４）の下流部分に達するとき、アークがノズ
ル陽極（３６）の最も近い点に丁度接触しないようにさ
れるであろう．このように、電極（４２）に印加される
電圧は、アークがどのような形をしているか、及びどの
程度更に細くしたいかに従って、変化させる．上述の如
く浮遊電極（４２）は任意的なものであり、噴射器（１
０）の狭窄体（３４）中に絶縁性材料（４４，’）を存
在させて、又はそれを存在させずに用いることができる
．平　型亜　　から超　速への遷　　をもつ窄体非平行型の狭窄体（３４）と共に、前述の浮遊電極（４
２）及び絶縁性狭窄体材料（４４）を用いる目的は、ア
ークに一層長い路をとらせることにあり、その結果アー
クはノズル陽極（３６）の超音速領域に達し、そこで陽
極に拡散状にはりつくであろう．アークジェット中のア
ークのはり付き状態は、アーク開始及び瞬間的操作中の
腐食速度を直接決定する．腐食は、低圧超音速でのはり
付きよりも、高圧亜音速でのはり付きの方が大きくなる
．高圧アークは一層円柱状になる（従って、小さな空間
中にエネルギーが集中する）のに対し、低圧アークは一
層拡散状になる（従って、広い空間にエネルギーが広が
る》．低圧超音速アークのはり付きを確立し、それを維
持することは、多くの始動工程を行なって数百時間のア
ークジェット寿命を得るのに必須である．始動腐食を減少させ、アークが超音速低圧領域中で拡散
状にはり付くようにするため、二つの異なったアークジ
ェット噴射器狭窄体形状が開発された．第３図の狭窄体
（３４）は、実質的に平行な形状の亜音速から超音速へ
の遷移域をもち、それは鋭い角をもたず、柱状アークの
長さの下流約半分の所に位置する狭くなった所、即ち音
速点（５８）、及び入口（６０）からノズル陽極（３６
）までの滑らかに連続した輪郭を有する．アークの約半
分は音速点（５８）の左側の亜音速領域中にあり、半分
は音速点（５８）の右側の超音速領域中にある．第４図
中の別の狭窄体（６２）は、実質的に非平行超音速形状
を有する．それは、アークを、陰極（２２）の所のアー
ク始点の殆んど直ぐ下流にある音速点（６４》を通過さ
せる．アークの長さの９０％より多くの部分が低圧超音
速領域中にある．鋭い角は存在せず、拡散状アークはり
付き領域はノズル（６６）に到達する前の音速狭窄体の
広がり角を適当に選択することにより制御される．本発明の改良された高能率アークジェット噴射器及びそ
れに付随する利点の多くは、前述の記述から理解される
と考えられるが、その部分の形、構造及び配列の種々の
変更を本発明の本質及び範囲から離れることなく、或は
その実質的利点の全てを犠牲にすることなく行なえるこ
とは明きらかであろう．今まで記述した形態は、本発明
の単なる好ましい又は例示としての態様にすぎない．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を入れた改良された高能率アー
クジェット噴射器の概略的斜視図である．第２図は、ア
ークジェット噴射器制御回路の概略的ブロック図である
．第３図は、本発明の特徴の多くを組み込んだ、平行形状
の亜音速から超音速への遷移域をもつ噴射器狭窄体及び
ノズルの第１の態様の概略的軸方向断面図である．第４図は、第３図のノズルの別の形状をもつ、非平行形
状の亜音速から超音速への遷移域をもつ噴射器狭窄体及
びノズルの第２の態様の概略的軸方向断面図である．１０−−アークジェット噴射器、１２一推進剤供給導管
、１６一絞り弁、１８−ブロック、２２一陰極、２８一
運動伝達（駆動）機構、２６一陰極配置モーター、３２
−アーク室、３４一狭窄体、３６−ノズル陽極、４８一
制御回路、４８Ａ−Ｄ　Ｃ電圧源、４８Ｂ−フィードバ
ック制御回路、４８Ｃ一電流モニター、４８Ｄ−ガス流
量制御、４８Ｅ一陰極位置制御、４８Ｆ−アーク開始電
流制御、４８Ｇ一定常状ｇ電流制御、５４−レール、５
６一電力制御器．図面の浄書（内容に変更なし）ＦＩＧ．２図面の浄書（内容に変更なし）今４ＦＩＧ．　３ＦＩＧ．４手　　＃ｌ　　七Ｉ１　　　正　　書（方式》特＄４庁
長官殴　　　　　　　靭”１゛１”“４■イ牛の表示平成Ｏｌ　年　持許願第０２０６（１５号発明の名称アークジェット噴射器補正をする者ォリン　コーポレーシ３ン代五里人ネｔｎ正番こより糞曽カロする言野求項の数ネｎ１正の
対象図面　（ノ，ｔｌリ７＋急に９１ｌり廟｛し窄ρ１ダトずｆ（ｒ；ｌＱらし
丙′テ１４１クしＰ＾−０４２９１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）アーク室を一緒になって定める直列に配置
された狭窄体及びノズルを形成する機構で、少なくとも
前記ノズルが導電性で陽極を定め、前記狭窄体が陰極先
端と前記ノズル陽極との間の亜音速領域中に配置された
電気絶縁性材料から形成された全体的に環状の部分を有
する、狭窄体・ノズル形成機構、（ｂ）前記狭窄体より上流に離されてそれに近接して配
置された先端を有する長い部材で、前記アーク室と大略
同じ広がりをもつ間隙によって前記陽極から隔てられた
陰極を定める導電性の部材、（ｃ）前記陽極及び前記陰
極に電位を印加し、前記アーク室中で前記陰極から前記
陽極へ電気アークを発生させる電位印加手段、及び（ｄ）触媒により分解された単独推進剤の予熱された成
分ガスを、前記アークの発生と同時に前記狭窄体を経て
前記アーク室へ供給し、前記アーク室中の前記ガスの加
熱と前記ノズルを通るそれらガスの膨張を生じさせる予
熱成分ガス供給機構、を組み合わせて具えたアークジェ
ット噴射器。
（２）狭窄体の絶縁性材料に沿って固定された位置に配
置され且つ陰極先端とノズル陽極との間に軸方向に伸び
てアーク室に露出している前記ノズル陽極の導電性延長
部を定める機構で、前記陰極と前記ノズル陽極との間に
定められた間隙より実質的に狭い補助的間隙を前記陰極
先端と共に定め、前記陰極から前記陽極へ発生する前記
アークの開始をし易くする導電性延長部を定める機構を
前記狭窄体が含む請求項１に記載のアークジェット噴射
器。
（３）前記狭窄体が中に配置された導電性電極、及び前
記電極の電位を変え、前記アーク室中で発生した前記ア
ークの形を変えるための機構を含む請求項１項記載のアークジェット噴射器。
（４）（ａ）アーク室を一緒になって定める直列に配置
された狭窄体及びノズルを形成する機構で、少なくとも
前記ノズルが導電性で陽極を定めている狭窄体・ノズル
形成機構、（ｂ）前記狭窄体より上流に離されてそれに近接して配
置された先端を有する長い部材で、前記アーク室と大略
同じ広がりをもつ間隙によって前記陽極から隔てられた
陰極を定める導電性の部材、（ｃ）前記陽極及び前記陰
極に電位を印加し、前記アーク室中で前記陰極から前記
陽極へ電気アークを発生させる電位印加手段、及び（ｄ）前記アークの発生と同時に前記狭窄体を経て前記
アーク室へ流動ガスを供給し、前記アーク室中の前記流
動ガスの加熱と前記ノズルを通るそれらガスの膨張を生
じさせる流動ガス供給機構、を組み合わせて具え、然も
、（ｅ）前記狭窄体が、（ｉ）前記陰極先端と前記ノズル陽極との間に配置された電気絶縁性材料から形成された全体的に
環状の部分、及び（ｉｉ）前記狭窄体の絶縁性材料に沿って固定された位
置に配置され且つ前記陰極先端と前記ノズル陽極との間
に軸方向に伸びてアーク室に露出している前記ノズル陽
極の導電性延長部を定める機構で、前記陰極と前記ノズ
ル陽極との間に定められた間隙より実質的に狭い補助的
間隙を前記陰極先端と共に定め、前記陰極から陽極へ発
生する前記アークの開始をし易すくする導電性延長部を
定める機構、を有するアークジェット噴射器。
（５）前記狭窄体が中に配置された導電性電極を定める
機構、及び前記電極の電位を変え、前記アーク室中で発
生した前記アークの形を変えるための機構を有する請求
項４項記載のアークジェット噴射器。
（６）（ａ）アーク室を一緒になって定める直列に配置
された狭窄体及びノズルを形成する機構で、少なくとも
前記ノズルが導電性で陽極を定めている狭窄体・ノズル
形成機構、（ｂ）前記狭窄体より上流に離されてそれに近接して配
置された先端を有する長い部材で、前記アーク室と大略
同じ広がりをもつ間隙によって前記陽極から隔てられた
陰極を定める導電性の部材、（ｃ）前記陽極及び前記陰
極に電位を印加し、前記アーク室中で前記陰極から前記
陽極へ電気アークを発生する電位印加機構、（ｄ）前記アークの発生と同時に前記狭窄体を経て前記
アーク室へ流動ガスを供給し、前記アーク室中の前記流
動ガスの加熱と前記ノズルを通るそれらガスの膨張を生
じさせる流動ガス供給機構、（ｅ）中に配置された導電
性電極を定める狭窄体、及び（ｆ）前記電極の電位を変え、前記アーク室中で発生し
た前記アークの形を変えるための機構、を組み合わせて
具えたアークジェット噴射器。