RU2011124504A - Ионный двигатель для космического транспортного средства - Google Patents

Ионный двигатель для космического транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2011124504A
RU2011124504A RU2011124504/11A RU2011124504A RU2011124504A RU 2011124504 A RU2011124504 A RU 2011124504A RU 2011124504/11 A RU2011124504/11 A RU 2011124504/11A RU 2011124504 A RU2011124504 A RU 2011124504A RU 2011124504 A RU2011124504 A RU 2011124504A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency generator
engine according
ion engine
acceleration system
voltages
Prior art date
Application number
RU2011124504/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2533378C2 (ru
Inventor
Ханс ЛАЙТЕР
Йоханн МЮЛЛЕР
Хорст НОЙМАНН
Франк ШОЛЬЦЕ
Original Assignee
Астриум Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Астриум Гмбх filed Critical Астриум Гмбх
Publication of RU2011124504A publication Critical patent/RU2011124504A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2533378C2 publication Critical patent/RU2533378C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/54—Plasma accelerators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/405—Ion or plasma engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
    • F03H1/0006—Details applicable to different types of plasma thrusters
    • F03H1/0018—Arrangements or adaptations of power supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
    • F03H1/0037—Electrostatic ion thrusters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00—Ion beam tubes
    • H01J27/02—Ion sources; Ion guns
    • H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/428—Power distribution and management

Abstract

1. Ионный двигатель (1) для космического транспортного средства, включающий в себя высокочастотный генератор (4) для создания переменного электромагнитного поля для ионизации топлива и подходящую систему (7) ускорения носителей заряда для выработки электростатического поля, отличающийся тем, что он включает в себя первое средство, с помощью которого из создаваемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля являются отбираемыми необходимые для системы (7) ускорения высокие напряжения.2. Ионный двигатель по п.1, отличающийся тем, что первое средство (12) выполнено для того, чтобы отбирать из создаваемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля по меньшей мере необходимые для работы системы (7), (8), (9) ускорения ионов высокие напряжения.3. Ионный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое средство (12) для отбора части создаваемой высокочастотным генератором (4) мощности включает в себя по меньшей мере один связанный с высокочастотным генератором (4) конденсатор.4. Ионный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое средство (12) для отбора части создаваемой высокочастотным генератором (4) мощности включает в себя по меньшей мере одну соединенную с высокочастотным генератором (4) катушку связи, на катушечных выводах которой обеспечены необходимые для системы (7) ускорения высокие напряжения.5. Ионный двигатель по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере одна катушка связи выполнена в форме вторичной обмотки трансформатора, которая связана с катушкой высокочастотного генератора (4) как первич�

Claims (14)

1. Ионный двигатель (1) для космического транспортного средства, включающий в себя высокочастотный генератор (4) для создания переменного электромагнитного поля для ионизации топлива и подходящую систему (7) ускорения носителей заряда для выработки электростатического поля, отличающийся тем, что он включает в себя первое средство, с помощью которого из создаваемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля являются отбираемыми необходимые для системы (7) ускорения высокие напряжения.
2. Ионный двигатель по п.1, отличающийся тем, что первое средство (12) выполнено для того, чтобы отбирать из создаваемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля по меньшей мере необходимые для работы системы (7), (8), (9) ускорения ионов высокие напряжения.
3. Ионный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое средство (12) для отбора части создаваемой высокочастотным генератором (4) мощности включает в себя по меньшей мере один связанный с высокочастотным генератором (4) конденсатор.
4. Ионный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое средство (12) для отбора части создаваемой высокочастотным генератором (4) мощности включает в себя по меньшей мере одну соединенную с высокочастотным генератором (4) катушку связи, на катушечных выводах которой обеспечены необходимые для системы (7) ускорения высокие напряжения.
5. Ионный двигатель по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере одна катушка связи выполнена в форме вторичной обмотки трансформатора, которая связана с катушкой высокочастотного генератора (4) как первичной обмотки трансформатора.
6. Ионный двигатель по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере одна катушка связи имеет соответственно один или несколько отводов, при этом он (они) гальванически развязан (-ны) от катушки высокочастотного генератора (4).
7. Ионный двигатель по п.5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна катушка связи имеет соответственно один или несколько отводов, при этом он (они) гальванически развязан (-ны) от катушки высокочастотного генератора (4).
8. Ионный двигатель по п.3, отличающийся тем, что предусмотрено второе средство (22) для выпрямления отбираемых от высокочастотного генератора (4) для системы (7) ускорения напряжений.
9. Ионный двигатель по п.8, отличающийся тем, что предусмотрено третье средство (23) для сглаживания выпрямленных напряжений для системы (7) ускорения.
10. Ионный двигатель по п.4, отличающийся тем, что установка соотношения напряжений между соответствующими напряжениями системы (7) ускорения и напряжением высокочастотного генератора (4) происходит посредством высоковольтного каскада, включающего в себя несколько конденсаторов и диодов, и/или посредством соотношения количества витков катушки высокочастотного генератора (4) к катушке связи.
11. Ионный двигатель по п.1, отличающийся тем, что для разделения напряжения питания предусмотрен по меньшей мере один управляемый выключатель (20, 21) между высокочастотным генератором (4) и системой (7) ускорения.
12. Ионный двигатель по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено четвертое средство для изменения полярности напряжений на системе (7) ускорения для экстракции и ускорения ионов и электронов.
13. Ионный двигатель по п.1, отличающийся тем, что ионный двигатель (1) имеет отдельный нейтрализатор (14), при этом необходимое для его работы напряжение отобрано из вырабатываемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля и обеспечивается, прежде всего, посредством первого средства (12).
14. Способ эксплуатации ионного двигателя (1) для космического транспортного средства, который включает в себя высокочастотный генератор (4) для создания переменного электромагнитного поля для ионизации топлива и решетчатую систему (7) с подходящей системой (8, 9) ускорения носителей заряда, отличающийся тем, что необходимые для системы (7) ускорения высокие напряжения отбирают от вырабатываемых высокочастотным генератором (4) токов и/или напряжений для создания переменного электромагнитного поля.
RU2011124504/11A 2008-11-19 2009-11-11 Ионный двигатель для космического аппарата RU2533378C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008058212.3 2008-11-19
DE200810058212 DE102008058212B4 (de) 2008-11-19 2008-11-19 Ionenantrieb für ein Raumfahrzeug
PCT/DE2009/001600 WO2010057463A1 (de) 2008-11-19 2009-11-11 Ionenantrieb für ein raumfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011124504A true RU2011124504A (ru) 2012-12-27
RU2533378C2 RU2533378C2 (ru) 2014-11-20

Family

ID=42027830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124504/11A RU2533378C2 (ru) 2008-11-19 2009-11-11 Ионный двигатель для космического аппарата

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9060412B2 (ru)
EP (1) EP2346737B1 (ru)
JP (1) JP5478633B2 (ru)
KR (1) KR101208289B1 (ru)
DE (1) DE102008058212B4 (ru)
RU (1) RU2533378C2 (ru)
WO (1) WO2010057463A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011129508A (ru) * 2011-07-18 2012-02-20 Закрытое акционерное общество "Техмаш" (RU) Способ создания пондеромоторного эффекта воздействия и "аннигиляционные" движители
US9856862B2 (en) * 2013-03-13 2018-01-02 Wesley Gordon Faler Hybrid electric propulsion for spacecraft
DE102014206945B4 (de) 2014-04-10 2016-09-15 Justus-Liebig-Universität Giessen Verfahren zum Betreiben eines Ionenantriebs
FR3020235B1 (fr) * 2014-04-17 2016-05-27 Ecole Polytech Dispositif de formation d'un faisceau quasi-neutre de particules de charges opposees.
FR3040442B1 (fr) * 2015-08-31 2019-08-30 Ecole Polytechnique Propulseur ionique a grille avec propergol solide integre
US20180023550A1 (en) * 2016-04-07 2018-01-25 Busek Co., Inc. Iodine propellant rf ion thruster with rf cathode
RU2618761C1 (ru) * 2016-05-23 2017-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Ионный источник для электростатического ракетного двигателя
US10377511B2 (en) * 2016-10-17 2019-08-13 Jerome Drexler Interplanetary spacecraft using fusion-powered constant-acceleration thrust
DE102017107177A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Tesat-Spacecom Gmbh & Co. Kg Frequenzregelung für einen Frequenzgenerator eines Ionentriebwerks
US10219364B2 (en) * 2017-05-04 2019-02-26 Nxp Usa, Inc. Electrostatic microthruster
RU2692594C2 (ru) * 2017-08-07 2019-06-25 Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО "НИИМаш") Ионный ракетный двигатель
US10236163B1 (en) 2017-12-04 2019-03-19 Nxp Usa, Inc. Microplasma generator with field emitting electrode
CN111801273A (zh) 2018-01-22 2020-10-20 科伦·克拉斯诺夫 无人机系统和方法
US10940931B2 (en) 2018-11-13 2021-03-09 Jerome Drexler Micro-fusion-powered unmanned craft
DE102020002348A1 (de) 2020-04-17 2021-10-21 Johanna von Pokrzywnicki Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Ionenantriebes
US20220003222A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 Raytheon Company System and method to maintain vacuum, or to selectively exclude/admit electromagnetic energy
DE102022103408B4 (de) 2022-02-14 2024-02-08 Technische Universität Dresden, Körperschaft des öffentlichen Rechts Elektronenemitter für Raumfahrtanwendungen
DE102022001474A1 (de) 2022-04-27 2023-11-02 Tim Konrad Ionenstromgenerator eine Kombination aus einem Kanal, Ionenantrieb und einer Turbine mit Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie
DE102022112149A1 (de) 2022-05-16 2023-11-16 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Ionenerzeugung durch ein Plasma

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3223038A (en) * 1964-09-10 1965-12-14 Company Wachovia Bank An Trust Electrical thrust producing device
US4838021A (en) * 1987-12-11 1989-06-13 Hughes Aircraft Company Electrostatic ion thruster with improved thrust modulation
SU1570549A1 (ru) * 1988-12-16 1995-03-20 Харьковский государственный университет им.А.М.Горького Высокочастотный источник ионов
EP0426110B1 (en) 1989-10-31 1996-04-03 Nec Corporation Ion thruster for interplanetary space mission
US5519213A (en) * 1993-08-20 1996-05-21 Ebara Corporation Fast atom beam source
US5924277A (en) * 1996-12-17 1999-07-20 Hughes Electronics Corporation Ion thruster with long-lifetime ion-optics system
US5947421A (en) 1997-07-09 1999-09-07 Beattie; John R. Electrostatic propulsion systems and methods
US6293090B1 (en) * 1998-07-22 2001-09-25 New England Space Works, Inc. More efficient RF plasma electric thruster
DE19835512C1 (de) * 1998-08-06 1999-12-16 Daimlerchrysler Aerospace Ag Ionentriebwerk
US6518693B1 (en) 1998-11-13 2003-02-11 Aerojet-General Corporation Method and apparatus for magnetic voltage isolation
DE19927063B4 (de) * 1999-06-15 2005-03-10 Christof Luecking Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von hochfrequenzangeregten Gasentladungen durch Berechnung mit einer inversen Matrix, die durch einmalige Kalibrierung bestimmt wird
DE19948229C1 (de) * 1999-10-07 2001-05-03 Daimler Chrysler Ag Hochfrequenz-Ionenquelle
US6724160B2 (en) * 2002-04-12 2004-04-20 Kaufman & Robinson, Inc. Ion-source neutralization with a hot-filament cathode-neutralizer
US7365518B2 (en) * 2004-10-07 2008-04-29 L-3 Communications Electron Technologies, Inc. Ion engine power supply
JP2006147449A (ja) 2004-11-24 2006-06-08 Japan Aerospace Exploration Agency 高周波放電プラズマ生成型二段式ホール効果プラズマ加速器
EP1739716A1 (de) * 2005-07-02 2007-01-03 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG HF-Plasmaprozesssystem
GB0614342D0 (en) 2006-07-19 2006-08-30 Qinetiq Ltd Electric propulsion system
JP4925132B2 (ja) 2007-09-13 2012-04-25 公立大学法人首都大学東京 荷電粒子放出装置およびイオンエンジン
DE102008022181B4 (de) 2008-05-05 2019-05-02 Arianegroup Gmbh Ionentriebwerk

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010057463A1 (de) 2010-05-27
JP2012508840A (ja) 2012-04-12
EP2346737B1 (de) 2014-06-11
DE102008058212A1 (de) 2010-05-27
US9060412B2 (en) 2015-06-16
US20110277444A1 (en) 2011-11-17
KR20110086084A (ko) 2011-07-27
RU2533378C2 (ru) 2014-11-20
KR101208289B1 (ko) 2012-12-05
DE102008058212B4 (de) 2011-07-07
EP2346737A1 (de) 2011-07-27
JP5478633B2 (ja) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011124504A (ru) Ионный двигатель для космического транспортного средства
KR101628133B1 (ko) 펄스폭 변조 공진 컨버터 및 이를 이용한 차량용 충전기
US9431840B2 (en) Charger and driving method thereof
JP5736887B2 (ja) 高電圧インバータ装置
Lee et al. Robust passive LED driver compatible with conventional rapid-start ballast
Guarnieri Who invented the transformer?[historical]
US11569737B2 (en) Transformer for a three-port voltage converter, three-port voltage converter and method for transmitting electrical power
KR101717082B1 (ko) 변압기 직렬구성을 이용한 전기자동차용 양방향 충방전기
US9812847B2 (en) Ionizer
KR102485477B1 (ko) 저전압 직류변환장치
TWI551025B (zh) Lighting power conversion device
KR101434110B1 (ko) 싱글 스테이지 포워드-플라이백 컨버터, 전원 공급 장치 및 발광 다이오드용 전원 공급 장치
US10815955B2 (en) Capacitive ignition system
JP2016063614A (ja) 電圧共振型インバータ装置及びその制御方法と表面改質装置
WO2017051814A1 (ja) 電源装置
US20150077896A1 (en) Electrical Circuit for Ignition System for Jet Engine
WO2018025560A1 (ja) 高電圧発生装置、及びこれを用いたｘ線高電圧装置
CN105917550A (zh) 具有平衡-不平衡变换器的电能储存装置
JP2015077046A (ja) 電力変換装置の制御方法
KR101229265B1 (ko) 집적 변압기 및 이를 이용한 고승압 직류-직류 컨버터
KR20160124601A (ko) 공진 컨버터를 갖는 플라즈마 발생기용 전원 장치
KR20160110745A (ko) 마이크로 펄스 하전 방식의 집진기용 전원장치
Lee et al. Long-lasting and highly efficient TRIAC dimming LED driver with a variable switched capacitor
RU105213U1 (ru) Трансформаторно-выпрямительный блок высоковольтного источника электропитания электронно-лучевой пушки
CN110148515A (zh) 高压变压装置