RU2209533C2 - Plasma accelerator with closed electron drift - Google Patents

Plasma accelerator with closed electron drift Download PDF

Info

Publication number
RU2209533C2
RU2209533C2 RU2001127605A RU2001127605A RU2209533C2 RU 2209533 C2 RU2209533 C2 RU 2209533C2 RU 2001127605 A RU2001127605 A RU 2001127605A RU 2001127605 A RU2001127605 A RU 2001127605A RU 2209533 C2 RU2209533 C2 RU 2209533C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge chamber
ionization
zone
walls
anode
Prior art date
Application number
RU2001127605A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001127605A (en
Inventor
И.Б. Сорокин
В.В. Гопанчук
Original Assignee
Сорокин Игорь Борисович
Гопанчук Владимир Васильевич
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 Сорокин Игорь Борисович, Гопанчук Владимир Васильевич filed Critical Сорокин Игорь Борисович
Priority to RU2001127605A priority Critical patent/RU2209533C2/en
Publication of RU2001127605A publication Critical patent/RU2001127605A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209533C2 publication Critical patent/RU2209533C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F03H1/0062—Electrostatic ion thrusters grid-less with an applied magnetic field
    • F03H1/0075—Electrostatic ion thrusters grid-less with an applied magnetic field with an annular channel; Hall-effect thrusters with closed electron drift

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

FIELD: plasma technology, electric rocket motors based on plasma accelerators with closed electron drift, technological accelerators used in processes of vacuum-plasma technology. SUBSTANCE: given plasma accelerator with closed electron drift has discharge chamber with outer and inner ring-shaped walls forming acceleration channel with ionization and acceleration zones, magnetic system with source of magneto-motive force, magnetic circuit, external and internal magnetic poles forming working interpole gap in zone of outlet edges of discharge chamber, gas distributor, anode and cathode- compensator. Walls of discharge chamber in ionization zone are so built that distance between ring-shaped walls of discharge chamber in ionization zone is less than distance between these walls in acceleration zone. Walls of discharge chamber in ionization zone are made of dielectric material and walls of anode border on discharge chamber and form anode space. One annular groove as minimum can be made in at least one wall of discharge chamber in ionization zone. Anode can have at least two anode spaces located one above another over height of acceleration channel and ring- shaped ionization zones corresponding to them leading to single acceleration zone of discharge chamber. EFFECT: enhanced operational efficiency of accelerator in wide range of working characteristics. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной технике, непосредственно касается конструирования ускорителей плазмы с замкнутым дрейфом электронов и может быть использовано при разработке электроракетных двигателей, а также технологических ускорителей, применяемых в процессах вакуумно-плазменной технологии. The invention relates to plasma technology, directly relates to the design of plasma accelerators with closed electron drift and can be used in the development of electric rocket engines, as well as technological accelerators used in the processes of vacuum-plasma technology.

Известны ускорители с замкнутым дрейфом электронов двух схем. Один из них, так называемый ускоритель с анодным слоем, содержит металлическую разрядную камеру с кольцевым ускорительным каналом, выходная часть которого размещена между полюсами магнитной системы, полый анод-газораспределитель, расположенный в глубине канала, и катод-компенсатор [1]. Known accelerators with closed electron drift of two circuits. One of them, the so-called accelerator with an anode layer, contains a metal discharge chamber with an annular accelerator channel, the output part of which is located between the poles of the magnetic system, a hollow anode-gas distributor located in the depth of the channel, and a cathode-compensator [1].

Введение полого анода в конструкцию данного ускорителя позволило более оптимально решить проблему ионизации рабочего газа вблизи высоковольтной границы анодного слоя. Металлическая разрядная камера под катодным потенциалом обеспечивает возможность предельно сузить анодный слой и уменьшить потери на стенках. В то же время, распыление в процессе работы ускорителя металлических стенок разрядной камеры снижает надежность данного типа ускорителя в части его электрической прочности. The introduction of a hollow anode into the design of this accelerator made it possible to more optimally solve the problem of ionization of the working gas near the high-voltage boundary of the anode layer. A metal discharge chamber under the cathode potential provides the opportunity to narrow the anode layer to the utmost and reduce wall losses. At the same time, the spraying during operation of the accelerator of the metal walls of the discharge chamber reduces the reliability of this type of accelerator in terms of its electrical strength.

Известен плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов, принятый за прототип, содержащий разрядную камеру с наружной и внутренней кольцеобразными диэлектрическими стенками, образующими ускорительный канал с зонами ионизации и ускорения, магнитную систему с источником магнитодвижущей силы, магнитопроводом, наружным и внутренним магнитными полюсами, образующими рабочий межполюсный зазор в области выходных кромок разрядной камеры, анод-газораспределитель, расположенный в полости ускорительного канала, и катод-компенсатор [2]. Known plasma accelerator with a closed electron drift, adopted for the prototype, containing a discharge chamber with an outer and inner ring-shaped dielectric walls forming an accelerator channel with ionization and acceleration zones, a magnetic system with a source of magnetomotive force, a magnetic circuit, external and internal magnetic poles forming a working pole a gap in the area of the outlet edges of the discharge chamber, an anode-gas distributor located in the cavity of the accelerating channel, and a cathode-compensator [2].

Введение в конструкцию ускорителя диэлектрических стенок позволило устранить проблему распыления металла в разрядной камере, при этом несколько растянув ширину анодного слоя за счет увеличения поперечной подвижности электронов в пристеночной области. The introduction of dielectric walls into the accelerator design made it possible to eliminate the problem of metal sputtering in the discharge chamber, while slightly stretching the width of the anode layer due to an increase in the lateral mobility of electrons in the wall region.

Однако существующая геометрия ускорительного канала не оптимальна для обоих рассмотренных типов ускорителей. Одинаковое расстояние между кольцевыми стенками ускорительного канала в зонах ионизации и ускорения не позволяют оптимизировать процессы в каждой из этих зон. However, the existing geometry of the accelerator channel is not optimal for both types of accelerators considered. The same distance between the annular walls of the accelerator channel in the ionization and acceleration zones does not allow optimizing the processes in each of these zones.

Так, для эффективной ионизации, геометрия ускорительного канала должна обеспечивать высокую плотность рабочего газа и плавное падение потенциала в зоне ионизации. В зоне же ускорения оптимальными являются высокий градиент потенциала и пониженная плотность разрядного тока. So, for effective ionization, the geometry of the accelerator channel should provide a high density of the working gas and a smooth drop in potential in the ionization zone. In the acceleration zone, the optimal are a high potential gradient and a reduced discharge current density.

Противоречивость этих требований не позволяет проводить дальнейшую оптимизацию параметров ускорителя. Особенно критичным это обстоятельство становится при работе ускорителя на высоких удельных импульсах, при высоких значениях разрядного напряжения, напряженности магнитного поля с одной стороны и низкой плотностью разрядного тока с другой стороны. В результате, известным моделям ускорителей на этих режимах присущи низкие коэффициенты ионизации, ионообразование в области более значительного падения потенциала и большая протяженность зоны ускорения. Все эти факторы ведут к снижению кпд ускорителя. The inconsistency of these requirements does not allow further optimization of the accelerator parameters. This circumstance becomes especially critical when the accelerator operates at high specific impulses, at high values of discharge voltage, magnetic field strength on the one hand, and low discharge current density on the other hand. As a result, well-known accelerator models in these regimes are characterized by low ionization coefficients, ion formation in the region of a more significant potential drop and a large length of the acceleration zone. All these factors lead to a decrease in the efficiency of the accelerator.

Задачей изобретения является повышение кпд ускорителя в широком диапазоне рабочих характеристик за счет более эффективной организации рабочих процессов в зонах ионизации и ускорения, прежде всего при работе на высоких удельных импульсах. The objective of the invention is to increase the efficiency of the accelerator in a wide range of performance due to more efficient organization of work processes in the zones of ionization and acceleration, especially when working at high specific impulses.

Это достигается тем, что в плазменном ускорителе с замкнутым дрейфом электронов, содержащем разрядную камеру с наружной и внутренней кольцеобразными стенками, образующими ускорительный канал с зонами ионизации и ускорения, магнитную систему с источником магнитодвижущей силы, магнитопроводом, наружным и внутренним магнитными полюсами, образующими рабочий межполюсный зазор в области выходных кромок разрядной камеры, газораспределитель, анод и катод-компенсатор, согласно изобретению, стенки разрядной камеры в зоне ионизации выполнены таким образом, что расстояние между кольцеобразными стенками разрядной камеры в зоне ионизации меньше расстояния между этими стенками в зоне ускорения, причем по меньшей мере в зоне ионизации стенки разрядной камеры выполнены из диэлектрического материала, а стенки анода примыкают к разрядной камере и образуют анодную полость. This is achieved by the fact that in a plasma accelerator with a closed electron drift containing a discharge chamber with an outer and inner ring-shaped walls forming an accelerating channel with ionization and acceleration zones, a magnetic system with a magnetomotive force source, a magnetic circuit, and external and internal magnetic poles forming a working interpolar the gap in the area of the outlet edges of the discharge chamber, the gas distributor, the anode and the cathode-compensator, according to the invention, the walls of the discharge chamber in the ionization zone are made mayor manner that the distance between the annular walls of the discharge chamber in the ionization zone is less than the distance between these walls in the acceleration zone, wherein at least in the wall zone of ionization of the discharge chamber made of a dielectric material, and an anode adjacent to the wall of the discharge chamber to form an anode cavity.

По меньшей мере на одной из стенок разрядной камеры в зоне ионизации может быть выполнена по меньшей мере одна кольцевая проточка. At least one annular groove can be made on at least one of the walls of the discharge chamber in the ionization zone.

Анод может содержать по меньшей мере две анодные полости, расположенные одна над другой по высоте ускорительного канала с соответствующими им кольцеобразными зонами ионизации, выходящими в единую зону ускорения разрядной камеры. The anode may contain at least two anode cavities located one above the other in height of the accelerating channel with their corresponding ring-shaped ionization zones extending into a single zone of acceleration of the discharge chamber.

Особенность процессов, протекающих в ускорителе данной схемы, связана с измененной геометрией ускорительного канала. Ступенчатое изменение расстояния между кольцеобразными стенками разрядной камеры при переходе из зоны ионизации в зону ускорения оптимизирует процессы в обеих зонах ускорительного канала. A feature of the processes occurring in the accelerator of this circuit is associated with the changed geometry of the accelerator channel. A stepwise change in the distance between the annular walls of the discharge chamber during the transition from the ionization zone to the acceleration zone optimizes the processes in both zones of the accelerator channel.

Прежде всего изменяется структура распределения потенциала в ускорительном канале. Известно, что протяженность разрядного слоя при заданном падении потенциала зависит от поперечной подвижности электронов, которая в общем случае определяется величиной магнитного поля. Однако использование диэлектрических стенок разрядной камеры приводит к увеличению этой подвижности за счет эффекта пристеночной проводимости [3]. Очевидно, что влияя на величину пристеночной проводимости, можно управлять протяженностью разрядного слоя. Величина пристеночной проводимости, при прочих равных условиях, зависит от частоты столкновений электронов со стенками. Таким образом, при максимальной величине расстояния между кольцеобразными стенками в зоне ускорения и размещения кольцеобразных стенок непосредственно у магнитных полюсов в области сильного сужающегося магнитного поля обеспечивается минимальная частота взаимодействия электронов со стенками, а следовательно, и минимальный пристеночный ток, что приводит к максимальному сужению зоны ускорения. В свою очередь, уменьшенное по сравнению с прототипом расстояние между кольцеобразными стенками в зоне ионизации приводит к ее растяжению пропорционально корню квадратному от прироста пристеночной проводимости за счет увеличения частоты взаимодействия электронов со стенками. First of all, the structure of the distribution of potential in the accelerating channel changes. It is known that the length of the discharge layer at a given potential drop depends on the transverse mobility of the electrons, which in the general case is determined by the magnitude of the magnetic field. However, the use of the dielectric walls of the discharge chamber leads to an increase in this mobility due to the effect of wall conductivity [3]. Obviously, by influencing the value of the wall conductivity, one can control the extent of the discharge layer. The value of wall conductivity, ceteris paribus, depends on the frequency of collisions of electrons with the walls. Thus, with the maximum distance between the ring-shaped walls in the acceleration zone and the location of the ring-shaped walls directly at the magnetic poles in the region of a strong tapering magnetic field, the minimum frequency of interaction of electrons with the walls and, therefore, the minimum wall current, which leads to the maximum narrowing of the acceleration zone . In turn, the reduced distance between the ring-shaped walls in the ionization zone compared to the prototype leads to its extension in proportion to the square root of the increase in wall conductivity due to an increase in the frequency of interaction of electrons with the walls.

В результате такого перераспределения потенциала по длине слоя создаются условия, повышающие вероятность ионизации на высоковольтной границе слоя - в зоне ионизации, и, соответственно, снижается вероятность ионизации в более узкой зоне ускорения. Дополнительно, само по себе, сужение зоны ускорения снижает энергетические потери в ускорителе от взаимодействия ускоряемого ионного потока со стенками. As a result of this redistribution of the potential along the layer length, conditions are created that increase the probability of ionization at the high-voltage boundary of the layer — in the ionization zone, and, accordingly, the probability of ionization in a narrower acceleration zone decreases. Additionally, by itself, the narrowing of the acceleration zone reduces the energy loss in the accelerator from the interaction of the accelerated ion flux with the walls.

Кроме того, уменьшение расстояния между кольцеобразными стенками разрядной камеры в зоне ионизации пропорционально повышает плотность разрядного тока в этой зоне и, следовательно, повышает эффективность ионизации. Наличие же полого анода обеспечивает поступление значительного процента атомов в зону ионизации уже в возбужденном состоянии. Все эти эффекты дают возможность обеспечить достаточно высокое отношение высоты зоны ионизации и ее протяженности и, следовательно, минимальные потери ионов на стенках зоны. In addition, reducing the distance between the annular walls of the discharge chamber in the ionization zone proportionally increases the density of the discharge current in this zone and, therefore, increases the ionization efficiency. The presence of a hollow anode ensures the entry of a significant percentage of atoms into the ionization zone already in an excited state. All these effects make it possible to ensure a sufficiently high ratio of the height of the ionization zone and its extent and, therefore, the minimum loss of ions on the walls of the zone.

Очевидно, что рассмотренные положительные эффекты в значительной мере проявляются уже при соотношении расстояний между кольцеобразными стенками в зонах ускорения и ионизации, равном 1,5-2. It is obvious that the considered positive effects are to a large extent manifested even when the ratio of the distances between the annular walls in the acceleration and ionization zones is 1.5–2.

Таким образом, данная геометрия ускорительного канала позволяет, во-первых, повысить эффективность ускорителя за счет перехода на режим работы с более сильным магнитным полем, а следовательно, меньшим обратным электронным током за счет оптимизации ионизационных процессов; во-вторых, обеспечить эффективную работу на высоких удельных импульсах, когда необходимо обеспечить эффективную ионизацию рабочего газа при пониженной плотности его подачи и более высоких градиентах электрического поля. Thus, this geometry of the accelerator channel allows, firstly, to increase the efficiency of the accelerator due to the transition to a mode of operation with a stronger magnetic field, and therefore, a lower reverse electron current due to the optimization of ionization processes; secondly, to ensure efficient operation at high specific impulses, when it is necessary to ensure effective ionization of the working gas at a lower density of its supply and higher gradients of the electric field.

Следует отметить, что стенки разрядной камеры в зоне ускорения могут быть как диэлектрическими, так и выполненными по схеме ускорителя с анодным слоем, то есть металлическими под катодным потенциалом. It should be noted that the walls of the discharge chamber in the acceleration zone can be either dielectric or made according to the scheme of the accelerator with the anode layer, that is, metal under the cathode potential.

Использование на стенках зоны ионизации кольцевых проточек (различной геометрии) увеличивает пристеночную проводимость в зоне ионизации, усиливая эффект ее растяжения и связанное с ним описанное выше положительное влияние на интегральные параметры ускорителя. The use of ring grooves (of various geometries) on the walls of the ionization zone increases the near-wall conductivity in the ionization zone, enhancing the effect of its expansion and the positive effect described above on the integral parameters of the accelerator.

Использование конструкции ускорителя с несколькими анодными полостями и соответствующими им кольцеобразными зонами ионизации позволяет обеспечить более равномерную подачу ионов на вход в зону ускорения по высоте этой зоны. Данная схема ускорителя обеспечивает более высокую степень фокусировки ускоряемого ионного потока и предпочтительна, в силу конструктивных особенностей, для ускорителей с большими диаметрами. Using the design of the accelerator with several anode cavities and the corresponding ring-shaped zones of ionization allows for a more uniform supply of ions to the entrance to the acceleration zone along the height of this zone. This accelerator circuit provides a higher degree of focusing of the accelerated ion flux and is preferred, due to design features, for accelerators with large diameters.

Таким образом, реализация предложенной конструктивной схемы ускорителя позволит повысить его удельные энергетические характеристики, расширить диапазон рабочих параметров в область высоких ускоряющих напряжений и увеличить ресурс его работы. Thus, the implementation of the proposed design scheme of the accelerator will increase its specific energy characteristics, expand the range of operating parameters in the field of high accelerating voltages and increase its service life.

Предлагаемый плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов может быть использован как в космической технике, так и в ионно-плазменной технологии. The proposed plasma accelerator with a closed electron drift can be used both in space technology and in ion-plasma technology.

Использование изобретения в космической технике позволит создать электроракетные двигательные установки с более высоким КПД для выполнения различных задач в составе космических аппаратов. The use of the invention in space technology will create electric propulsion systems with higher efficiency to perform various tasks in the composition of spacecraft.

Использование изобретения в ионно-плазменной технологии позволит создать более эффективное оборудование для процессов нанесения различных покрытий и сухого травления материалов. The use of the invention in ion-plasma technology will make it possible to create more efficient equipment for the processes of applying various coatings and dry etching of materials.

Изобретение иллюстрируется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен осевой разрез предлагаемого плазменного ускорителя с замкнутым дрейфом электронов. Figure 1 shows an axial section of the proposed plasma accelerator with a closed electron drift.

На фиг.2 показаны варианты выполнения кольцевых проточек различных геометрических форм на стенках разрядной камеры в зоне ионизации, выносной элемент А. Figure 2 shows embodiments of ring grooves of various geometric shapes on the walls of the discharge chamber in the ionization zone, an external element A.

На фиг. 3 изображена конструктивная схема ускорителя с несколькими анодными полостями и соответствующими им кольцеобразными зонами ионизации, выносной элемент А. In FIG. 3 shows a structural diagram of an accelerator with several anode cavities and their corresponding ring-shaped ionization zones, an external element A.

Ускоритель с замкнутым дрейфом электронов, согласно изобретению, содержит разрядную камеру 1 с кольцеобразными стенками 2, образующими ускорительный канал с зонами ионизации 3 и ускорения 4, магнитную систему, содержащую, в свою очередь, источники магнитодвижущей силы 5, магнитопровод 6, наружный и внутренний кольцеобразные магнитные полюсы 7, образующие рабочий межполюсный зазор. К разрядной камере 1 примыкает газораспределитель 8, конструктивно совмещенный с полым анодом 10. За пределами наружной области 9 рабочего межполюсного зазора установлен катод-компенсатор 11. Расстояние между кольцевыми стенками разрядной камеры в зоне ионизации 3 меньше расстояния между стенками разрядной камеры в зоне ускорения 4. The accelerated electron drift accelerator according to the invention comprises a discharge chamber 1 with annular walls 2 forming an accelerator channel with ionization zones 3 and acceleration 4, a magnetic system containing, in turn, sources of magnetomotive force 5, a magnetic core 6, an outer and inner ring-shaped magnetic poles 7, forming a working interpolar gap. A gas distributor 8 adjacent to the discharge chamber 1 is structurally combined with the hollow anode 10. Outside the outer region 9 of the working interpolar gap, a cathode-compensator 11 is installed. The distance between the annular walls of the discharge chamber in the ionization zone 3 is less than the distance between the walls of the discharge chamber in the acceleration zone 4.

На стенках 2 разрядной камеры в зоне ионизации 3 могут быть выполнены кольцевые проточки 12 различной геометрической формы. On the walls 2 of the discharge chamber in the ionization zone 3 can be made of annular grooves 12 of various geometric shapes.

Ускорители большого диаметра предпочтительно выполнять с несколькими анодными полостями 13, расположенными одна над другой по высоте ускорительного канала разрядной камеры 1, и соответствующими им кольцеобразными зонами ионизации 3, выходящими в единую зону ускорения 4. Accelerators of large diameter are preferably performed with several anode cavities 13 located one above the other in height of the accelerating channel of the discharge chamber 1 and their corresponding ring-shaped ionization zones 3, which exit into a single acceleration zone 4.

Ускоритель работает следующим образом. The accelerator works as follows.

В ускорительном канале разрядной камеры 1, ограниченном стенками 2, в области полюсов 7 магнитной системы с помощью источников магнитодвижущей силы 5 создается преимущественно поперечное по отношению к направлению ускорения магнитное поле. В разрядную камеру 1 через газораспределитель 8 и полый анод 10 подается рабочий газ. Разрядное напряжение прикладывается между анодом 10 и катодом-компенсатором 11 и зажигается разряд в скрещенных

Figure 00000002
электрическом и магнитном полях. Вентильные свойства поперечного магнитного поля препятствуют свободному движению электронов
Figure 00000003
от катода к аноду. Взаимодействие электрического и магнитного полей вызывает дрейф электронов в азимутальном направлении, в процессе которого электроны ионизируют атомы рабочего вещества. Образовавшиеся в газовом разряде ионы
Figure 00000004
ускоряются за счет приложенного напряжения между катодом-компенсатором 11 и анодом 10. На выходе из зоны ускорения 4 поток ускоренных ионов компенсируется электронами, истекающими из катода-компенсатора 11. Таким образом, меньшая часть электронов, истекающих из катода-компенсатора, поступает обратным током в разрядную камеру, участвуя в ионизационных процессах, а большая часть электронов нейтрализует ускоренный ионный поток. Ступенчатое изменение расстояния между стенками разрядной камеры 1 в зонах ионизации 3 и ускорения 4 оптимизирует протекающие в этих зонах рабочие процессы и их взаимодействие.In the accelerating channel of the discharge chamber 1, bounded by the walls 2, in the region of the poles 7 of the magnetic system using sources of magnetomotive force 5, a magnetic field is predominantly transverse to the direction of acceleration. Working gas is supplied to the discharge chamber 1 through a gas distributor 8 and a hollow anode 10. A discharge voltage is applied between the anode 10 and the cathode-compensator 11 and a discharge is ignited in crossed
Figure 00000002
electric and magnetic fields. The gate properties of the transverse magnetic field impede the free movement of electrons
Figure 00000003
from cathode to anode. The interaction of electric and magnetic fields causes the drift of electrons in the azimuthal direction, during which electrons ionize the atoms of the working substance. Ions formed in a gas discharge
Figure 00000004
accelerated due to the applied voltage between the cathode-compensator 11 and the anode 10. At the exit from the acceleration zone 4, the flow of accelerated ions is compensated by electrons flowing out of the cathode-compensator 11. Thus, a smaller part of the electrons flowing out of the cathode-compensator is fed back to discharge chamber, participating in ionization processes, and most of the electrons neutralize the accelerated ion flux. A stepwise change in the distance between the walls of the discharge chamber 1 in the zones of ionization 3 and acceleration 4 optimizes the work processes in these zones and their interaction.

Источники информации
1. С. Д. Гришин, Л.В. Лесков. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов, М.: Машиностроение, 1989 г., с. 138.Sources of information
1. S. D. Grishin, L.V. Leskov. Electric rocket engines of spacecraft, M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 138.

2. С. Д. Гришин, Л.В. Лесков. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов, М.: Машиностроение, 1989 г., с. 143 - прототип. 2. S. D. Grishin, L.V. Leskov. Electric rocket engines of spacecraft, M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 143 is a prototype.

3. С. Д. Гришин, Л.В. Лесков. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов, М.: Машиностроение, 1989 г., с. 114. 3. S. D. Grishin, L.V. Leskov. Electric rocket engines of spacecraft, M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 114.

Claims (3)

1. Плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов, содержащий разрядную камеру с наружной и внутренней кольцеобразными стенками, образующими ускорительный канал с зонами ионизации и ускорения, магнитную систему с источником магнитодвижущей силы, магнитопроводом, наружным и внутренним магнитными полюсами, образующими рабочий межполюсный зазор в области выходных кромок разрядной камеры, газораспределитель, анод и катод-компенсатор, отличающийся тем, что стенки разрядной камеры в зоне ионизации выполнены таким образом, что расстояние между кольцеобразными стенками разрядной камеры в зоне ионизации меньше расстояния между этими стенками в зоне ускорения, причем по меньшей мере в зоне ионизации стенки разрядной камеры выполнены из диэлектрического материала, а стенки анода примыкают к разрядной камере и образуют анодную полость. 1. Plasma accelerator with a closed electron drift, containing a discharge chamber with an outer and inner ring-shaped walls that form an accelerator channel with ionization and acceleration zones, a magnetic system with a source of magnetomotive force, a magnetic circuit, outer and inner magnetic poles, which form a working interpolar gap in the output region the edges of the discharge chamber, the gas distributor, the anode and the cathode-compensator, characterized in that the walls of the discharge chamber in the ionization zone are made in such a way that between the annular walls of the discharge chamber in the ionization zone is less than the distance between these walls in the acceleration zone, wherein at least in the wall zone of ionization of the discharge chamber made of a dielectric material, and an anode adjacent to the wall of the discharge chamber to form an anode cavity. 2. Плазменный ускоритель по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной из стенок разрядной камеры в зоне ионизации выполнена по меньшей мере одна кольцевая проточка. 2. The plasma accelerator according to claim 1, characterized in that at least one annular groove is made on at least one of the walls of the discharge chamber in the ionization zone. 3. Плазменный ускоритель по п.1, отличающийся тем, что анод содержит по меньшей мере две анодные полости, расположенные одна над другой по высоте ускорительного канала с соответствующими им кольцеобразными зонами ионизации, выходящими в единую зону ускорения разрядной камеры. 3. The plasma accelerator according to claim 1, characterized in that the anode contains at least two anode cavities located one above the other in height of the accelerator channel with their corresponding ring-shaped ionization zones extending into a single acceleration zone of the discharge chamber.
RU2001127605A 2001-10-10 2001-10-10 Plasma accelerator with closed electron drift RU2209533C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127605A RU2209533C2 (en) 2001-10-10 2001-10-10 Plasma accelerator with closed electron drift

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127605A RU2209533C2 (en) 2001-10-10 2001-10-10 Plasma accelerator with closed electron drift

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001127605A RU2001127605A (en) 2003-06-20
RU2209533C2 true RU2209533C2 (en) 2003-07-27

Family

ID=29210608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001127605A RU2209533C2 (en) 2001-10-10 2001-10-10 Plasma accelerator with closed electron drift

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209533C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447625C2 (en) * 2010-03-22 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift
RU2523427C1 (en) * 2012-12-28 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of forming compact plasmoid
RU2524571C1 (en) * 2013-01-22 2014-07-27 Объединенный Институт Ядерных Исследований Induction cyclic electron accelerator
WO2015132534A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Snecma Hall-effect plasma thruster
RU168846U1 (en) * 2016-07-07 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) ION-PLASMA ENGINE
RU2659009C1 (en) * 2017-07-11 2018-06-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift
RU2667822C1 (en) * 2017-04-18 2018-09-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift
RU2668588C2 (en) * 2017-03-28 2018-10-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma engine with closed electron drift

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447625C2 (en) * 2010-03-22 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift
RU2523427C1 (en) * 2012-12-28 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of forming compact plasmoid
RU2524571C1 (en) * 2013-01-22 2014-07-27 Объединенный Институт Ядерных Исследований Induction cyclic electron accelerator
WO2015132534A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Snecma Hall-effect plasma thruster
FR3018316A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Snecma PLASMIC PROPELLER WITH HALL EFFECT
RU168846U1 (en) * 2016-07-07 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) ION-PLASMA ENGINE
RU2668588C2 (en) * 2017-03-28 2018-10-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma engine with closed electron drift
RU2667822C1 (en) * 2017-04-18 2018-09-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift
RU2659009C1 (en) * 2017-07-11 2018-06-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" ФГУП "ОКБ "Факел" Plasma accelerator with closed electron drift

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2344577C2 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
JP4902926B2 (en) Plasma accelerator
JPH04229996A (en) Plasma accelearator having closed electron drift
RU2239962C2 (en) Plasma accelerator
US5892329A (en) Plasma accelerator with closed electron drift and conductive inserts
EP0784417A1 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
US8407979B1 (en) Magnetically-conformed, variable area discharge chamber for hall thruster, and method
RU2209533C2 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
US7247992B2 (en) Ion accelerator arrangement
CN110566424A (en) Magnetic circuit of long-life hall thruster
RU2209532C2 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
RU2187218C1 (en) Ion source ( variants )
CN114753981A (en) Micro propeller based on annular bombardment cathode
RU2474984C1 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
IL139487A (en) Magnetic flux shaping in ion accelerators with closed electron drift
RU2246035C1 (en) Ion engine
RU2667822C1 (en) Plasma accelerator with closed electron drift
RU2045134C1 (en) Plasma accelerator with closed drift of electrons
RU2088802C1 (en) Hall motor
RU2156555C1 (en) Plasma production and acceleration process and plasma accelerator with closed-circuit electron drift implementing it
US12055132B2 (en) Magnetic circuit for creating a magnetic field in a main annular ionisation and acceleration channel of a hall-effect plasma thruster
RU2139646C1 (en) Closed-electron-drift plasma accelerator
RU2216134C2 (en) Plasma accelerator with closed electron drift ( variants )
Raitses et al. A study of cylindrical Hall thruster for low power space applications
RU2139647C1 (en) Closed-electron-drift plasma accelerator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091011