RU168846U1

RU168846U1 - ION-PLASMA ENGINE

Info

Publication number: RU168846U1
Application number: RU2016127448U
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Гаврюшин; Степан Васильевич Канев; Максим Олегович Суворов; Сергей Анатольевич Хартов
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2017-02-21

Abstract

Полезная модель относится к ионно-плазменной технике и может быть использована при разработке источников ионов, применяемых в качестве электроракетных двигателей или устройств для ионно-плазменной обработки материалов в вакууме при решении различных технологических задач.Ионно-плазменный двигатель содержит разрядную камеру (1), стенки которой выполнены из диэлектрического материала. Подача рабочего вещества в виде смеси газов осуществляется в разрядную камеру (1) через узел подачи (2). Генерация электрического газового разряда в полости разрядной камеры (1) осуществляется с помощью индуктора (3), подключенного к высокочастотному генератору (13). В разрядной камере размещена перфорированая перегородка (10) в виде металлической сетки, которая образует выделенный объем (11) средства смешивания газов рабочего вещества. Для уменьшения потерь ионов металлическая сетка выполнена с прозрачностью не более 0,8 и соединена с положительным полюсом дополнительного источника. Для большего эффекта смешивания в выделенном объеме (11) установлен дефлектор (12). Индуктор (3) в осевом направлении размещен в пределах от сечения перфорированной перегородки до выхода из разрядной камеры. Ионно-оптическая система состоит из эмиссионного (4) и ускоряющего (5) электродов, выполненных перфорированными, с соосными отверстиями и установленных с образованием пространственного зазора в направлении ускорения ионов, и замедляющего электрода (6) в виде электропроводящего кольца. Нейтрализатор пространственного заряда выполнен в виде эмиттера электронов (8) и установлен за пределами области размещения электродов ионно-оптической системы для инжекции электронов вThe utility model relates to ion-plasma technology and can be used to develop ion sources used as electric rocket engines or devices for ion-plasma processing of materials in vacuum for solving various technological problems.The ion-plasma engine contains a discharge chamber (1), walls which are made of dielectric material. The supply of the working substance in the form of a mixture of gases is carried out in the discharge chamber (1) through the supply unit (2). Generation of an electric gas discharge in the cavity of the discharge chamber (1) is carried out using an inductor (3) connected to a high-frequency generator (13). A perforated baffle (10) is placed in the discharge chamber in the form of a metal mesh, which forms the allocated volume (11) of the means for mixing the gases of the working substance. To reduce ion loss, the metal mesh is made with a transparency of not more than 0.8 and connected to the positive pole of an additional source. For a greater mixing effect, a deflector (12) is installed in the selected volume (11). The inductor (3) in the axial direction is placed in the range from the cross section of the perforated septum to the exit of the discharge chamber. The ion-optical system consists of emission (4) and accelerating (5) electrodes, made perforated, with coaxial holes and installed with the formation of a spatial gap in the direction of ion acceleration, and a retarding electrode (6) in the form of an electrically conductive ring. The space charge neutralizer is made in the form of an electron emitter (8) and is installed outside the area of the electrodes of the ion-optical system for electron injection into

Description

Полезная модель относится к плазменной технике и может быть использована при разработке источников ионов, применяемых в качестве электроракетных двигателей или устройств для ионно-плазменной обработки материалов в вакууме при решении различных технологических задач.The utility model relates to plasma technology and can be used to develop ion sources used as electric rocket engines or devices for ion-plasma processing of materials in vacuum when solving various technological problems.

Известен ионно-плазменный двигатель (Гришин С.Д., Лесков Л.В. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов. - М: Машиностроение, 1989, с. 100-111, 148-154), содержащий разрядную камеру и систему ускорения, называемую по аналогии организации траекторий движения частиц ионно-оптической системой (ИОС) и выполненную в виде набора последовательно расположенных электродов, позволяющих формировать униполярные ионные потоки, для нейтрализации заряда которых применяется нейтрализатор, представляющий собой источник электронов (катод). В узле ИОС реализуется принцип «ускорение-замедление» ионов, для чего используются три электрода: эмиссионный, ускоряющий и замедляющий. Такие двигатели обладают высокой эффективностью и широко применяются в космической технике и наземных технологических процессах. Основным недостатком данных устройств является процесс катодного распыления ускоренными ионами элементов разрядной камеры, находящихся под отрицательным потенциалом. Этот процесс лимитирует ресурс работы двигателя и создает потоки распыленного вещества, загрязняющие элементы ИОС и обрабатываемые поверхности в случае применения данного двигателя в качестве источника высокоэнергичных потоков частиц в технологических процессах.Known ion-plasma engine (Grishin S.D., Leskov L.V. Electric rocket engines of spacecraft. - M: Mechanical Engineering, 1989, pp. 100-111, 148-154), containing a discharge chamber and an acceleration system, called analogies to the organization of particle trajectories by an ion-optical system (IOS) and made in the form of a set of consecutively arranged electrodes, which make it possible to form unipolar ion flows, the neutralizer representing an electron source (cathode) is used to neutralize the charge. In the IOS node, the principle of acceleration-deceleration of ions is implemented, for which three electrodes are used: emission, accelerating and decelerating. Such engines are highly efficient and are widely used in space technology and ground-based technological processes. The main disadvantage of these devices is the process of cathodic sputtering by accelerated ions of the elements of the discharge chamber under negative potential. This process limits the life of the engine and creates streams of atomized material, polluting elements of the IOS and the treated surfaces in the case of using this engine as a source of high-energy particle flows in technological processes.

Наиболее близким аналогом предложенной модели является ионно-плазменный двигатель (Groh К.Н., Loeb H.W. State-of-the-Art of Radio-Frequency Ion Thrusters // J. Propulsion. - Vol. 7, No. 4, July-August 1991, p. 576), содержащий полую разрядную камеру, стенки которой выполнены из диэлектрического материала, узел подачи рабочих газов в разрядную камеру, генератор высокочастотного электрического разряда в разрядной камере в виде осесимметричного индуктора, образованного проводником спиральной формы, ИОС, включающую последовательно расположенные эмиссионный, ускоряющий и замедляющий электроды, нейтрализатор и систему электропитания.The closest analogue of the proposed model is the ion-plasma engine (Groh K.N., Loeb HW State-of-the-Art of Radio-Frequency Ion Thrusters // J. Propulsion. - Vol. 7, No. 4, July-August 1991, p. 576), containing a hollow discharge chamber, the walls of which are made of dielectric material, a unit for supplying working gases to the discharge chamber, a high-frequency electric discharge generator in the discharge chamber in the form of an axisymmetric inductor formed by a spiral-shaped conductor, an IOS comprising a sequentially located emission accelerating and decelerating electrodes , converter and power supply system.

В разрядной камере этого двигателя использован безэлектродный разряд. Использование для ионизации энергии внешнего электромагнитного поля, в частности высокой частоты, позволяет исключить катодный узел в разрядной камере и тем самым повысить долговечность работы устройства. Однако недостатком безэлектродного разряда является низкая эффективность процессов ионизации из-за малой энергии электронов в разряде и большой доли заряженных частиц, нейтрализующихся на стенках разрядной камеры. Это особенно критично при работе двигателя на смесях различных газов, когда из-за разных масс частицы смеси газов имеют разную скорость на входе в разрядную камеру, и часть из них уходит из нее, не ионизовавшись. Вследствие этого снижается газовая эффективность двигателя и нарушается процентный состав струи ионов по сравнению с исходным составом поданного рабочего вещества.An electrodeless discharge was used in the discharge chamber of this engine. The use of an external electromagnetic field, in particular a high frequency, for ionizing the energy of an external electromagnetic field makes it possible to eliminate the cathode assembly in the discharge chamber and thereby increase the durability of the device. However, the disadvantage of an electrodeless discharge is the low efficiency of ionization processes due to the low electron energy in the discharge and the large fraction of charged particles neutralized on the walls of the discharge chamber. This is especially critical when the engine is running on mixtures of different gases, when due to different masses the particles of the gas mixture have different speeds at the entrance to the discharge chamber, and some of them leave it without ionizing. As a result of this, the gas efficiency of the engine decreases and the percentage composition of the ion stream is violated compared to the initial composition of the supplied working substance.

В предложенной полезной модели при использовании в качестве рабочего вещества смеси газов решается задача сохранения процентного состава в струе ионов по сравнению с вводимым составом путем эффективного смешивания частиц при их поступлении в область ионизации.In the proposed utility model, when using a mixture of gases as a working substance, the problem of preserving the percentage composition in the ion stream as compared to the introduced composition by effectively mixing the particles when they enter the ionization region is solved.

Данный технический результат достигаются тем, ионно-плазменный двигатель, содержащий полую разрядную камеру, стенки которой выполнены из диэлектрического материала, узел подачи рабочих газов в разрядную камеру, генератор высокочастотного электрического разряда в разрядной камере в виде осесимметричного индуктора, образованного проводником спиральной формы, ИОС, включающую последовательно расположенные эмиссионный, ускоряющий и замедляющий электроды, нейтрализатор и систему электропитания, снабжен средством смешивания рабочих газов в виде выделенного стенками разрядной камеры объема в ее торцевой области впуска рабочих газов, который отделен от другой части объема разрядной камеры перфорированной перегородкой, выполненной из металлической сетки с коэффициентом прозрачности не более 0,8, а система электропитания снабжена дополнительным источником, положительный полюс которого соединен с сеткой.This technical result is achieved by the fact that an ion-plasma engine containing a hollow discharge chamber, the walls of which are made of dielectric material, a unit for supplying working gases to the discharge chamber, a high-frequency electric discharge generator in the discharge chamber in the form of an axisymmetric inductor formed by a spiral-shaped conductor, IOS, including sequentially located emission, accelerating and decelerating electrodes, a converter and a power supply system, equipped with a means of mixing the working gas s in the form of the volume allocated by the walls of the discharge chamber in its end region of the working gas inlet, which is separated from the other part of the volume of the discharge chamber by a perforated partition made of a metal mesh with a transparency coefficient of not more than 0.8, and the power supply system is equipped with an additional source, the positive pole of which connected to the grid.

Для повышения эффективности смешивания в выделенном объеме может быть дополнительно установлен дефлектор, изменяющий направления движения потоков рабочих газов. Кром того предпочтительно, чтобы проводник индуктора был размещен в осевом направлении в пределах от поперечного сечения разрядной камеры, в котором заканчивается область выделенного объема средства смешивания, до сечения выхода из разрядной камеры.To increase the mixing efficiency in the allocated volume, an additional deflector can be installed that changes the direction of movement of the working gas flows. In addition, it is preferable that the inductor conductor be placed in the axial direction ranging from the cross section of the discharge chamber, in which the region of the allocated volume of the mixing means ends, to the exit section of the discharge chamber.

Сущность предложенного решения поясняется чертежом, на котором представлена схема ионно-плазменного двигателя в виде продольного разреза со схемой подключения источников системы электропитания.The essence of the proposed solution is illustrated by the drawing, which shows a diagram of the ion-plasma engine in the form of a longitudinal section with a diagram of the connection of the power supply system.

Ионно-плазменный двигатель состоит из разрядной камеры 1, узла подачи 2 рабочих газов А и В с газоэлектрической развязкой, индуктора 3, ИОС с эмиссионным электродом 4, ускоряющим электродом 5 и выходным замедляющим кольцевым электродом б. Ускоряющий электрод 5 электрически соединен с отрицательным полюсом источника 7. На выходе из двигателя установлен нейтрализатор 8, подключенный к источнику электропитания 9. Внутри разрядной камеры 1 расположена перфорированная перегородка 10, отделяющая выделенный объем 11 разрядной камеры от основного. В выделенном объеме 11 установлен газовый дефлектор 12. Индуктор 3 размещен с наружной стороны основного объема разрядной камеры / и соединен с высокочастотным генератором 13. Перфорированная перегородка 10 выполнена из металлической сетки и соединена с положительным полюсом дополнительного источника 14.The ion-plasma engine consists of a discharge chamber 1, a supply unit 2 of working gases A and B with gas-electric isolation, an inductor 3, an IOS with an emission electrode 4, an accelerating electrode 5 and an output retarding ring electrode b. The accelerating electrode 5 is electrically connected to the negative pole of the source 7. At the outlet of the engine, a converter 8 is connected to the power supply 9. Inside the discharge chamber 1 there is a perforated partition 10 that separates the allocated volume 11 of the discharge chamber from the main one. A gas deflector 12 is installed in the allocated volume 11. An inductor 3 is placed on the outside of the main volume of the discharge chamber / and is connected to a high-frequency generator 13. The perforated partition 10 is made of a metal mesh and connected to the positive pole of an additional source 14.

Рабочее вещество в виде смеси газов подается в выделенный объем 11 через узел подачи 2. Дефлектор 12 и выделенный объем 11 служат для ускорения и повышения полноты перемешивания частиц рабочего тела и хаотизации направления их скоростей за счет соударений с поверхностями стенок. При запитывании индуктора 3 током переменной частоты от высокочастотного генератора 13 в разрядной камере 1 зажигается разряд. Данный разряд является индуктивным и самостоятельным. При этом переменный ток, протекающий в индукторе, генерирует переменное магнитное поле (преимущественно аксиальное), которое, в свою очередь, индуцирует электрическое поле (преимущественно азимутальное). Самостоятельность разряда означает, что для его стационарного горения не требуется катода, эмитирующего электроны. Единственным источником энергии, поддерживающей разряд, является энергия электромагнитного поля.The working substance in the form of a mixture of gases is supplied to the allocated volume 11 through the supply unit 2. The deflector 12 and the allocated volume 11 serve to accelerate and increase the completeness of mixing of the particles of the working fluid and randomize the direction of their velocities due to collisions with the surfaces of the walls. When the inductor 3 is fed with a variable frequency current from the high-frequency generator 13, the discharge is ignited in the discharge chamber 1. This discharge is inductive and independent. In this case, the alternating current flowing in the inductor generates an alternating magnetic field (mainly axial), which, in turn, induces an electric field (mainly azimuthal). The independence of the discharge means that for its stationary combustion does not require a cathode emitting electrons. The only source of energy supporting the discharge is the energy of the electromagnetic field.

В самом общем виде рабочий процесс генерации ионов в разрядной камере двигателя может быть описан следующим образом. Высокочастотные токи в индукторе 3 индуцирует в объеме разрядной камеры 1 магнитное поле, которое генерирует электрическое высокочастотное поле, ускоряющее в плазме электроны, осциллирующие с частотой поля и аккумулирующие энергию поля, тратя ее на неупругие столкновения с тяжелыми частицами (атомами или ионами), вызывая их возбуждение или ионизацию. Каждое такое столкновение приводит к потере некоторого кванта энергии электроном. Атомы и ионы рабочего тела представляют собой сложную квантово-механическую систему. В плазме атомы и ионы находятся в разных квантово-механических состояниях. Распределение по состояниям (заселенность энергетических уровней) является важнейшей характеристикой плазмы. Плазма высокочастотного разряда в разрядной камере является разреженной и неравновесной. Следствием разреженности является то, что излучаемые возбужденными частицами фотоны доходят до стенок разрядной камеры, не взаимодействуя с частицами, находящимися на более низких энергетических уровнях, и поглощаются стенкой; а следствием неравновесности является то, что температура электронов намного больше температуры атомов и ионов.In its most general form, the working process of ion generation in the discharge chamber of an engine can be described as follows. High-frequency currents in the inductor 3 induces a magnetic field in the volume of the discharge chamber 1, which generates an electric high-frequency field, accelerating electrons in the plasma, oscillating with the field frequency and accumulating field energy, spending it on inelastic collisions with heavy particles (atoms or ions), causing them excitation or ionization. Each such collision leads to the loss of some quantum of energy by the electron. Atoms and ions of the working fluid are a complex quantum-mechanical system. In a plasma, atoms and ions are in different quantum-mechanical states. The distribution by state (population of energy levels) is the most important characteristic of a plasma. The plasma of the high-frequency discharge in the discharge chamber is rarefied and nonequilibrium. The consequence of rarefaction is that the photons emitted by excited particles reach the walls of the discharge chamber without interacting with particles at lower energy levels and are absorbed by the wall; and the consequence of nonequilibrium is that the temperature of the electrons is much higher than the temperature of atoms and ions.

В самостоятельном разряде электроны распределены по энергиям в соответствии с равновесным распределением Больцмана-Максвелла. Основным механизмом установления такого распределения является термализация (электрон-электронные соударения). Благодаря этому процессу холодные электроны, образовавшиеся в результате неупругого соударения, приобретают температуру плазменных электронов.In an independent discharge, the electrons are distributed over the energies in accordance with the equilibrium Boltzmann-Maxwell distribution. The main mechanism for establishing such a distribution is thermalization (electron-electron collisions). Thanks to this process, cold electrons formed as a result of inelastic collision acquire the temperature of plasma electrons.

Перфорированная перегородка 10 в виде электропроводящей сетки соединена с положительным полюсом источника 14 и выполняет функцию анода, препятствующего проникновению ионов в выделенный объем камеры 11. Кроме этого положительный потенциал сетки способствует удалению из разряда в основной камере 1 избыточного количества электронов, определяет потенциал плазмы и за разностью пристеночного скачка потенциал контактирующих с плазмой диэлектрических стенок разрядной камеры, а также задает потенциал эмиссионного электрода в ИОС.The perforated baffle 10 in the form of an electrically conductive grid is connected to the positive pole of the source 14 and acts as an anode that prevents the penetration of ions into the selected volume of the chamber 11. In addition, the positive potential of the grid helps to remove excess electrons from the discharge in the main chamber 1, determines the plasma potential and the difference near-wall shock, the potential of the dielectric walls of the discharge chamber in contact with the plasma also sets the potential of the emission electrode in the IOS.

Баланс электронов в разряде определяется скоростью их образования в результате ионизации и скоростью их ухода (выпадения) на стенки разрядной камеры. Это зависит от равновесного потенциала плазмы относительно стенок, который устанавливается автоматически. Избыточные электроны выпадают на перфорированную перегородку 10 и уходят из разряда. Баланс атомов и ионов в разряде определяется скоростями ионизации и ухода их на стенки разрядной камеры 1, перфорированную перегородку 10 и в отверстия эмиссионного электрода 4. Вероятность рекомбинации ионов в объеме разрядной камеры 1 за счет присоединения электрона близка к нулю. Ступенчатые процессы ионизации с практически важной вероятностью возможны лишь в случае возбуждения метастабильных состояний, время жизни которых ≈10^-6 c, что примерно на два порядка выше, чем остальных состояний.The balance of electrons in a discharge is determined by the rate of their formation as a result of ionization and the rate of their escape (deposition) onto the walls of the discharge chamber. It depends on the equilibrium potential of the plasma relative to the walls, which is set automatically. Excess electrons fall onto the perforated septum 10 and leave the discharge. The balance of atoms and ions in the discharge is determined by the rates of ionization and their escape to the walls of the discharge chamber 1, the perforated partition 10 and to the holes of the emission electrode 4. The probability of ion recombination in the volume of the discharge chamber 1 due to the addition of an electron is close to zero. Stepwise ionization processes with a practically important probability are possible only in the case of excitation of metastable states whose lifetime is ≈10 ^-6 s, which is approximately two orders of magnitude higher than the rest of the states.

Нейтрализатор 8 служит для инжекции электронов в истекающий из двигателя пучок ионов и представляет собой самостоятельный плазменный источник электронов.The converter 8 serves to inject electrons into the ion beam flowing out of the engine and is an independent plasma source of electrons.

Прозрачность перфорированной перегородки 10 выбирается из учета максимальной проводимости для частиц рабочего вещества и барьером для ионов, образующихся в основном объеме разрядной камеры и способных двигаться в сторону узла подачи рабочего вещества. В результате такого движения ионов из основного объема разрядной камеры в выделенный объем они будут рекомбинировать на его стенках, снижая процентный состав компонентов в струе ионов. Для преодоления движения ионов сквозь перфорированную перегородку, последняя выполняется в виде сетки из проводящего материала с заданным на ней источником системы электропитания положительным потенциалом.The transparency of the perforated septum 10 is selected taking into account the maximum conductivity for the particles of the working substance and the barrier for ions formed in the main volume of the discharge chamber and able to move towards the supply unit of the working substance. As a result of such movement of ions from the main volume of the discharge chamber into the allocated volume, they will recombine on its walls, reducing the percentage of components in the ion stream. To overcome the movement of ions through the perforated partition, the latter is made in the form of a grid of conductive material with a positive potential given to it by the source of the power supply system.

Для того чтобы заряженные частицы не проникали из основного объема камеры, в выделенный он отделен перфорированной перегородкой в виде электропроводящей сетки, геометрическая прозрачность которой выбирается из условия максимальной проводимости для нейтральных частиц рабочего тела и создания потенциального барьера для предотвращения обратного движения заряженных частиц в выделенный объем. При задании потенциала на сетке электрическое поле, препятствующее движению заряженных частиц, сосредоточено вокруг проводников и его напряженность спадает по мере удаления от них. В отверстиях напряженность электрической поля может быть недостаточной для воздействия на заряженные частицы, что вызовет проникновение («вываливание») плазмы внутрь выделенного объема и, соответственно создадутся условия для свободного движения ионов в него. Для предотвращения этого явления необходимо выбрать геометрическую прозрачность сетки, достаточную для удержания плазмы.In order for the charged particles not to penetrate from the main chamber volume, it is separated into the selected chamber by a perforated septum in the form of an electrically conductive grid, the geometric transparency of which is selected from the condition of maximum conductivity for neutral particles of the working fluid and creating a potential barrier to prevent the charged particles from moving back into the selected volume. When setting the potential on the grid, the electric field that impedes the movement of charged particles is concentrated around the conductors and its intensity decreases with distance from them. In the openings, the electric field strength may not be sufficient to affect charged particles, which will cause the plasma to penetrate ("fall out") into the allocated volume and, accordingly, conditions will be created for the free movement of ions into it. To prevent this phenomenon, it is necessary to choose the geometric transparency of the grid sufficient to hold the plasma.

Прозрачность сетки можно оценить по известным соотношениям. Разрыв плазмы - ее удержание в ячейках сетки достигается при следующих условиях:The transparency of the grid can be estimated by the known relations. Plasma rupture - its retention in the grid cells is achieved under the following conditions:

где dc - толщина слоя объемного заряда возле проводников, h - размер отверстия в сетке, е - заряд электрона, Uc - потенциал сетки, k - постоянная Больцмана, Te - температура электронов.where dc is the thickness of the space charge layer near the conductors, h is the size of the hole in the network, e is the electron charge, Uc is the potential of the network, k is the Boltzmann constant, Te is the electron temperature.

Для неизотермической плазмы, когда температура ионов существенно меньше Те, оценку можно провести по следующему соотношению, известному из теории многосеточных зондов:For a non-isothermal plasma, when the ion temperature is substantially lower than Te, the estimate can be carried out according to the following relation, known from the theory of multigrid probes:

здесь n₀ - концентрация плазмы, выраженная в см^-3, dc выражено в сантиметрах, а Te - в электрон-вольтах.here n ₀ is the plasma concentration, expressed in cm ^-3 , dc is expressed in centimeters, and Te is in electron-volts.

Для концентраций частиц, характерных для рабочего процесса в рассматриваемом двигателе 10¹² см^--3, Te=5 эВ и положительном потенциале 1000 В, шаг сетки h должен быть не более 0,1 см. Если принять толщину проволоки равной 0,05 см, то геометрическая прозрачность однорядной сетки, образованной параллельными проволоками, должна быть не более 0,7; а для переплетенной - двухрядной - можно принять величину порядка 0,8.For particle concentrations characteristic of the working process in the considered engine 10 ¹² cm - ³ , Te = 5 eV and a positive potential of 1000 V, the grid step h should be no more than 0.1 cm. If we take the wire thickness equal to 0.05 cm, then the geometric transparency of a single-row mesh formed by parallel wires should be no more than 0.7; and for interwoven - two-row - you can take a value of the order of 0.8.

Известно, чем ниже прозрачность сетки тем более ее задерживающий эффект для движения ионов, но снижение прозрачности приводит к уменьшению проводимости для нейтральных частиц, двигающихся из выделенного объема в камеру 1. Это скажется на снижении эффективности ионизации и в конечном итоге на процентном составе компонентов в струе ионов по сравнению с составом, поданным в двигатель. Поэтому для полезной модели предлагается остановиться на величине геометрической прозрачности не выше 0,8.It is known that the lower the transparency of the grid, the more its retarding effect on the movement of ions, but a decrease in transparency leads to a decrease in conductivity for neutral particles moving from the selected volume to chamber 1. This will affect the decrease in ionization efficiency and ultimately on the percentage composition of the components in the stream ions compared to the composition supplied to the engine. Therefore, for a utility model, it is proposed to dwell on the value of geometric transparency not higher than 0.8.

Таким образом, в целом полезная модель позволяет решить задачу сохранения процентного состава в струе ионов по сравнению с вводимым составом путем выравнивания скоростей частиц вводимого рабочего тела перед их ионизацией.Thus, on the whole, the useful model allows us to solve the problem of maintaining the percentage composition in the ion stream in comparison with the composition introduced by aligning the velocities of the particles of the injected working fluid before ionization.

Claims

1. An ion-plasma engine containing a hollow discharge chamber, the walls of which are made of dielectric material, a unit for supplying working gases to the discharge chamber, a high-frequency electric discharge generator in the discharge chamber in the form of an axisymmetric inductor formed by a spiral conductor, an ion-optical system, including sequentially located emission, accelerating and decelerating electrodes, a converter and a power supply system, characterized in that it is equipped with a means of mixing working ha a call in the form of a volume allocated by the walls of the discharge chamber in its end region of the working gas inlet, which is separated from the other part of the volume of the discharge chamber by a perforated partition made of a metal mesh with a transparency coefficient of not more than 0.8, and the power supply system is equipped with an additional source, the positive pole of which connected to the grid.

2. The ion-plasma engine according to claim 1, characterized in that the deflector for changing the direction of movement of the working gas flows is additionally placed in the allocated volume of the mixing means.

3. The ion-plasma engine according to claim 2, characterized in that the inductor conductor is placed in the axial direction ranging from the cross section of the discharge chamber, in which the region of the allocated volume of the working gas mixing means ends, to the exit section of the discharge chamber.