JPH06330847A - 直流アークジェットスラスタシステム - Google Patents
直流アークジェットスラスタシステムInfo
- Publication number
- JPH06330847A JPH06330847A JP11964493A JP11964493A JPH06330847A JP H06330847 A JPH06330847 A JP H06330847A JP 11964493 A JP11964493 A JP 11964493A JP 11964493 A JP11964493 A JP 11964493A JP H06330847 A JPH06330847 A JP H06330847A
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- JP
- Japan
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- propellant
- discharge
- discharge chamber
- arc
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、圧力の迅速な立上りを実現し得る
ようにして、信頼性の高い動作制御を実現することにあ
る。 【構成】推進剤供給路３の放電室１ｂの推進剤供給口の
近傍にオリフィス１０を設け、放電部１ｂを推進剤供給
路３から隔離された状態となるように構成して、圧力の
迅速な立上りを実現し、所期の目的を達成したものであ
る。
ようにして、信頼性の高い動作制御を実現することにあ
る。 【構成】推進剤供給路３の放電室１ｂの推進剤供給口の
近傍にオリフィス１０を設け、放電部１ｂを推進剤供給
路３から隔離された状態となるように構成して、圧力の
迅速な立上りを実現し、所期の目的を達成したものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば人工衛星等の
宇宙航行体に搭載されて姿勢・軌道制御等に用いられる
直流（ＤＣ）アークジェットスラスタシステムに関す
る。
宇宙航行体に搭載されて姿勢・軌道制御等に用いられる
直流（ＤＣ）アークジェットスラスタシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】宇宙開発の分野においては、姿勢・軌道
制御用としてＤＣアークジェットスラスタシステムの開
発が行われている。このようなＤＣアークジェットスラ
スタシステムは、図４に示すようにＤＣアークジェット
スラスタ１に対して推進剤供給源２からの推進剤が推進
剤供給路３を介して供給される。推進剤供給路３には、
流量計４が設けられ、この流量計４により推進剤供給源
２からの推進剤の供給量が設定されてＤＣアークジェッ
トスラスタ１に所定量が供給される。なお、推進剤とし
ては、例えば窒素ガスや水素ガスが用いられる。
制御用としてＤＣアークジェットスラスタシステムの開
発が行われている。このようなＤＣアークジェットスラ
スタシステムは、図４に示すようにＤＣアークジェット
スラスタ１に対して推進剤供給源２からの推進剤が推進
剤供給路３を介して供給される。推進剤供給路３には、
流量計４が設けられ、この流量計４により推進剤供給源
２からの推進剤の供給量が設定されてＤＣアークジェッ
トスラスタ１に所定量が供給される。なお、推進剤とし
ては、例えば窒素ガスや水素ガスが用いられる。
【０００３】すなわち、ＤＣアークジェットスラスタ１
は、図５に示すようにスラスタ本体１ａに上記推進剤が
供給される放電室（アークチャンバ）１ｂが設けられ
る。この放電室１ｂの下流には、ノズル１ｃが設けられ
る。このノズル１ｃは、放電回路のアノードを形成し、
このノズルの近傍には、カソード電極１ｄが絶縁部材を
介して対向配置される。これらカソード電極１ｄとアノ
ード電極１ｃ間には、直流電源が接続される。
は、図５に示すようにスラスタ本体１ａに上記推進剤が
供給される放電室（アークチャンバ）１ｂが設けられ
る。この放電室１ｂの下流には、ノズル１ｃが設けられ
る。このノズル１ｃは、放電回路のアノードを形成し、
このノズルの近傍には、カソード電極１ｄが絶縁部材を
介して対向配置される。これらカソード電極１ｄとアノ
ード電極１ｃ間には、直流電源が接続される。
【０００４】上記構成において、カソード電極１ｄとア
ノード電極１ｃ間には、パルス状の高電圧が印加され
る。すると、放電室１ｂ内に絶縁破壊が発生して、カソ
ード電極１ｄとアノード電極１ｃ間に放電経路が形成さ
れ、その後、直流電源によりアーク放電が行われる。す
なわち、推進剤供給路３を介して供給された推進剤は放
電室１ｂにおいて、アーク加熱されてプラズ（高エンタ
ルピガス）が発生される。このプラズマは、放電室１ｂ
のノズル１ｃから放出され、所望の推進力を与える。
ノード電極１ｃ間には、パルス状の高電圧が印加され
る。すると、放電室１ｂ内に絶縁破壊が発生して、カソ
ード電極１ｄとアノード電極１ｃ間に放電経路が形成さ
れ、その後、直流電源によりアーク放電が行われる。す
なわち、推進剤供給路３を介して供給された推進剤は放
電室１ｂにおいて、アーク加熱されてプラズ（高エンタ
ルピガス）が発生される。このプラズマは、放電室１ｂ
のノズル１ｃから放出され、所望の推進力を与える。
【０００５】ところが、上記ＤＣアークジェットスラス
タシステムでは、アーク放電が開始されると、放電室１
ｂの圧力が上昇されるが、圧力の立上りが緩やかなため
に、迅速な対応が困難であるという問題を有する。
タシステムでは、アーク放電が開始されると、放電室１
ｂの圧力が上昇されるが、圧力の立上りが緩やかなため
に、迅速な対応が困難であるという問題を有する。
【０００６】また、アーク放電初期状態において、圧力
の立上りが緩やかなために、低圧力環境で比較的長い時
間アーク放電を行うこととなることで、放電の不安定状
態が長く続くことにより、一旦成功したアーク放電が消
えるという問題を有する。
の立上りが緩やかなために、低圧力環境で比較的長い時
間アーク放電を行うこととなることで、放電の不安定状
態が長く続くことにより、一旦成功したアーク放電が消
えるという問題を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のＤＣアークジェットスラスタシステムでは、立上り
が緩やかなために、迅速な対応が困難であると共に、ア
ーク放電の初期状態で放電が消えるという問題を有す
る。
来のＤＣアークジェットスラスタシステムでは、立上り
が緩やかなために、迅速な対応が困難であると共に、ア
ーク放電の初期状態で放電が消えるという問題を有す
る。
【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡易な構成で、迅速な立上りを実現し得るように
して、信頼性の高い動作制御を実現したＤＣアークジェ
ットスラスタシステムを提供することを目的とする。
ので、簡易な構成で、迅速な立上りを実現し得るように
して、信頼性の高い動作制御を実現したＤＣアークジェ
ットスラスタシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、推進剤の供
給される放電室内に放電経路を形成してアーク放電さ
せ、前記推進剤をプラズマ化して高エンタルピガスを発
生させ、該高エンタルガスにより推進力を得る直流アー
クジェットスラスタと、この直流アークジェットスラス
タの放電室に対して推進剤供給源からの推進剤を供給す
る推進剤供給路と、この推進剤供給路に設けられ、前記
放電室を前記推進剤供給路から隔離するオリフィスとを
備えて直流アークジェットスラスタシステムを構成した
ものである。
給される放電室内に放電経路を形成してアーク放電さ
せ、前記推進剤をプラズマ化して高エンタルピガスを発
生させ、該高エンタルガスにより推進力を得る直流アー
クジェットスラスタと、この直流アークジェットスラス
タの放電室に対して推進剤供給源からの推進剤を供給す
る推進剤供給路と、この推進剤供給路に設けられ、前記
放電室を前記推進剤供給路から隔離するオリフィスとを
備えて直流アークジェットスラスタシステムを構成した
ものである。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、直流アークジェットスラス
タの放電室は、オリフィスにより推進剤供給路に対して
隔離された状態となることにより、アーク放電による圧
力上昇が放電室に限定され、圧力上昇の立上りが素早く
なる。従って、アーク放電初期の放電消去の防止が図れ
て信頼性の向上が図れる。
タの放電室は、オリフィスにより推進剤供給路に対して
隔離された状態となることにより、アーク放電による圧
力上昇が放電室に限定され、圧力上昇の立上りが素早く
なる。従って、アーク放電初期の放電消去の防止が図れ
て信頼性の向上が図れる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る直流（ＤＣ）アークジェットスラスタシステムの要部
を取出して示すもので、前記図４及び図５と同一部分に
ついて、ここでは、同一符号を付して、その詳細な説明
を省略する。
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る直流（ＤＣ）アークジェットスラスタシステムの要部
を取出して示すもので、前記図４及び図５と同一部分に
ついて、ここでは、同一符号を付して、その詳細な説明
を省略する。
【００１２】すなわち、スラスタ本体１ａの放電室１ｂ
の推進剤供給口には、推進剤供給路３がこの発明の特徴
とするオリフィス１０を介して連結される。このオリフ
ィス１０は、予め推進剤供給量等を考慮して所定の径に
形成され、放電室１ｂと推進剤供給路３とを隔離状態に
保つ働きを奏する。
の推進剤供給口には、推進剤供給路３がこの発明の特徴
とするオリフィス１０を介して連結される。このオリフ
ィス１０は、予め推進剤供給量等を考慮して所定の径に
形成され、放電室１ｂと推進剤供給路３とを隔離状態に
保つ働きを奏する。
【００１３】また、推進剤供給路３には、その中間部に
図２に示すように、上流側に向かって圧力センサ１１及
び電磁弁１２が順に配設される。この圧力センサ１１
は、その出力端が制御部１３に接続され、この制御部１
３の出力端は上記電磁弁１２の制御信号入力端に接続さ
れる。
図２に示すように、上流側に向かって圧力センサ１１及
び電磁弁１２が順に配設される。この圧力センサ１１
は、その出力端が制御部１３に接続され、この制御部１
３の出力端は上記電磁弁１２の制御信号入力端に接続さ
れる。
【００１４】上記構成において、ＤＣアークジェットス
ラスタ１を駆動する場合には、カソード電極１ｄとアノ
ード電極１ｃとの間にパルス状の高電圧が印加される。
すると、放電室１ｂ内に絶縁破壊が発生して、カソード
電極１ｄとアノード電極１ｃ間に放電経路が形成され、
その後、直流電源によってアーク放電が行われる。この
際、放電室１ｂは、オリフィス１０により推進剤供給路
３と隔離状態となっていることにより、素早く所定の圧
力に上昇される。
ラスタ１を駆動する場合には、カソード電極１ｄとアノ
ード電極１ｃとの間にパルス状の高電圧が印加される。
すると、放電室１ｂ内に絶縁破壊が発生して、カソード
電極１ｄとアノード電極１ｃ間に放電経路が形成され、
その後、直流電源によってアーク放電が行われる。この
際、放電室１ｂは、オリフィス１０により推進剤供給路
３と隔離状態となっていることにより、素早く所定の圧
力に上昇される。
【００１５】同時に、放電室１ｂには、推進剤が推進剤
供給路３を通ってオリフィス１０を介して供給され、該
推進剤がプラズマ化されて高エンタルマガスが発生され
る。この高エンタルガスは、放電室１ｂのノズル１ｃか
ら放出され、所望の推進力を与える。この際、圧力セン
サ１１は、推進剤供給路３のガス圧力を検出して制御部
１３に出力する。制御部１３は、入力した検出信号に基
づいて電磁弁駆動信号を生成して、電磁弁１２を例えば
オン／オフ切換制御して、推進剤供給路３の推進剤流入
量を制御する。
供給路３を通ってオリフィス１０を介して供給され、該
推進剤がプラズマ化されて高エンタルマガスが発生され
る。この高エンタルガスは、放電室１ｂのノズル１ｃか
ら放出され、所望の推進力を与える。この際、圧力セン
サ１１は、推進剤供給路３のガス圧力を検出して制御部
１３に出力する。制御部１３は、入力した検出信号に基
づいて電磁弁駆動信号を生成して、電磁弁１２を例えば
オン／オフ切換制御して、推進剤供給路３の推進剤流入
量を制御する。
【００１６】このように、上記ＤＣアークジェットスラ
スタシステムは、推進剤供給路３の放電室１ｂの推進剤
供給口の近傍にオリフィス１０を設け、放電部１ｂを推
進剤供給路３から隔離された状態となるように構成し
た。これによれば、放電室１ｂのアーク放電による圧力
上昇が放電室１ｂに限定されることにより、圧力上昇の
迅速化が実現されて、アーク放電初期の放電消去の防止
が図れ、信頼性の向上が図れる。
スタシステムは、推進剤供給路３の放電室１ｂの推進剤
供給口の近傍にオリフィス１０を設け、放電部１ｂを推
進剤供給路３から隔離された状態となるように構成し
た。これによれば、放電室１ｂのアーク放電による圧力
上昇が放電室１ｂに限定されることにより、圧力上昇の
迅速化が実現されて、アーク放電初期の放電消去の防止
が図れ、信頼性の向上が図れる。
【００１７】また、これによれば、推進剤供給路３に圧
力センサ１１と電磁弁１２を設けるだけで、推進剤の安
定した供給が実現されることにより、推進剤供給系の構
成の簡略化が図れるという効用を有する。
力センサ１１と電磁弁１２を設けるだけで、推進剤の安
定した供給が実現されることにより、推進剤供給系の構
成の簡略化が図れるという効用を有する。
【００１８】なお、この発明は、上記実施例に限るもの
でなく、例えば推進剤として、例えばＮ2 Ｈ4 （ヒドラ
ジン）を使用する場合、図３に示すように推進剤供給路
３の圧力センサ１１と電磁弁１２の中間部に白金触媒等
の触媒１４が配設して構成することで、略同様の効果が
期待される。
でなく、例えば推進剤として、例えばＮ2 Ｈ4 （ヒドラ
ジン）を使用する場合、図３に示すように推進剤供給路
３の圧力センサ１１と電磁弁１２の中間部に白金触媒等
の触媒１４が配設して構成することで、略同様の効果が
期待される。
【００１９】また、上記実施例では、オリフィス１０を
推進剤供給路３に設けた場合で説明したが、これに限る
ことなく、オリフィス１０を放電室１ｂの推進剤供給口
に直接的に配設するように構成しても良い。よって、こ
の発明は、上記実施例に限ることなく、その他、この発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得るこ
とは勿論である。
推進剤供給路３に設けた場合で説明したが、これに限る
ことなく、オリフィス１０を放電室１ｂの推進剤供給口
に直接的に配設するように構成しても良い。よって、こ
の発明は、上記実施例に限ることなく、その他、この発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得るこ
とは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、迅速な立上りを実現し得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現したＤＣアークジェッ
トスラスタシステムを提供することができる。
ば、簡易な構成で、迅速な立上りを実現し得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現したＤＣアークジェッ
トスラスタシステムを提供することができる。
【図１】この発明の一実施例に係るＤＣアークジェット
スラスタシステムの要部を示した図。
スラスタシステムの要部を示した図。
【図２】図１の推進剤供給系を示した図。
【図３】この発明の他の実施例を示した図。
【図４】この発明の適用されるＤＣアークジェットスラ
スタシステムの概略を説明するために示した図。
スタシステムの概略を説明するために示した図。
【図５】従来のＤＣアークジェットスラスタシステムの
問題点を説明するために示した図。
問題点を説明するために示した図。
１…ＤＣアークジェットスラスタ。 １ａ…スラスタ本体。 １ｂ…放電室。 １ｃ…ノズル（アノード電極）。 １ｄ…カソード電極。 ２…推進剤供給源。 ３…推進剤供給路。 １０…オリフィス。 １１…圧力センサ。 １２…電磁弁。 １３…制御部。 １４…触媒。
Claims (3)
- 【請求項１】 推進剤の供給される放電室内に放電経路
を形成してアーク放電させ、前記推進剤をプラズマ化し
て高エンタルガスを発生させ、該高エンタルガスにより
推進力を得る直流アークジェットスラスタと、 この直流アークジェットスラスタの放電室に対して推進
剤供給源からの推進剤を供給する推進剤供給路と、 この推進剤供給路に設けられ、前記放電室を前記推進剤
供給路から隔離するオリフィスとを具備した直流アーク
ジェットスラスタシステム。 - 【請求項２】 前記オリフィスは、前記放電室の前記推
進剤の供給口に設けたことを特徴とする請求項１記載の
直流アークジェットスラスタシステム。 - 【請求項３】 前記オリフィスの上流側の推進剤供給路
の圧力を測定して前記推進剤の供給量を調整してなる推
進剤供給手段を具備したことを特徴とする請求項１又は
２記載の直流アークジェットスラスタシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11964493A JPH06330847A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 直流アークジェットスラスタシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11964493A JPH06330847A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 直流アークジェットスラスタシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330847A true JPH06330847A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14766554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11964493A Pending JPH06330847A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 直流アークジェットスラスタシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330847A (ja) |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP11964493A patent/JPH06330847A/ja active Pending
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