RU2227845C2 - Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги - Google Patents
Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тягиInfo
- Publication number
- RU2227845C2 RU2227845C2 RU99127453/06A RU99127453A RU2227845C2 RU 2227845 C2 RU2227845 C2 RU 2227845C2 RU 99127453/06 A RU99127453/06 A RU 99127453/06A RU 99127453 A RU99127453 A RU 99127453A RU 2227845 C2 RU2227845 C2 RU 2227845C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine according
- channels
- acceleration
- plasma engine
- coils
- Prior art date
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
Изобретение относится к плазменным двигателям с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги. Двигатель содержит на одной опорной плите несколько основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (124А, 124В), имеющих непараллельные оси (241А, 241В), которые сходятся со стороны выхода каналов (124А, 124В). Магнитная цепь (131, 134, 136, 311) обеспечивает создание магнитного поля в кольцевых каналах (124А, 124В). Двигатель содержит полый катод (140), средства для регулирования расхода питания ионизированным газом каждого кольцевого канала (124А, 124В) и средства управления тока разряда и ускорения ионов в каналах (124А, 124В). Изобретение позволяет осуществить управление ионизацией вектора тяги двигателя без увеличения значительным образом массы двигателя. 23 з.п. ф-лы, 18 ил.
Description
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).
Claims (24)
1. Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги, содержащий по меньшей мере один основной кольцевой канал ионизации и ускорения, снабженный анодом и средствами питания ионизированным газом, магнитную цепь создания магнитного поля в основном кольцевом канале и полый катод (140), присоединенный к средствам питания ионизированным газом, отличающийся тем, что содержит множество основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (от 124А до 124D), имеющих непараллельные оси (от 241А до 241D), которые сходятся со стороны выхода электроприемника вышеуказанных основных кольцевых каналов (от 124А до 124D), при этом магнитная цепь для создания магнитного поля содержит один первый внешний полюсный башмак со стороны электроприемника, общий со всеми кольцевыми каналами (от 124А до 124D), один второй внешний полюсный башмак (311), общий со всеми кольцевыми каналами (от 124А до 124D), и расположенный выше первого внешнего полюсного башмака со стороны электроприемника (134), множество внутренних полюсных башмаков (от 135А до 135D) в количестве, равном количеству основных кольцевых каналов (от 124А до 124D), и закрепленных на первых сердечниках (от 138А до 138D), расположенных вокруг осей (от 241А до 241D) основных кольцевых каналов (от 124А до 124D), множество первых катушек (от 133А до 133D), расположенных соответственно вокруг множества первых сердечников (от 138А до 138D), множество вторых катушек (131), закрепленных на вторых сердечниках (137), расположенных в свободном пространстве между основными кольцевыми каналами (от 124А до 124D), причем вторые сердечники (137) вторых катушек (131) соединены между собой со стороны источника питания посредством ферромагнитных стержней (136) и соединены с первым внешним полюсным башмаком со стороны электроприемника (134), причем двигатель содержит также средства (192) для регулирования расхода питания ионизированным газом каждого основного кольцевого канала (от 124А до 124D) и средства (191) контроля тока разряда и ускорения ионов в основных кольцевых каналах (от 124А до 124D).
2. Плазменный двигатель по п.1, отличающийся тем, что оси (от 241А до 241D) основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (от 124А до 124D) сходятся на геометрической оси (752) двигателя.
3. Плазменный двигатель по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что оси (от 241А до 241D) основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (от 124А до 124D) образуют с геометрической осью (752) двигателя углы от 5 до 20°.
4. Плазменный двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый основной кольцевой канал ионизации и ускорения (от 124А до 124D) содержит анод (от 125А до 125D), присоединенный к распределителю (от 127А до 127D), питаемому ионизированным газом посредством сети каналов (от 118А до 118D), связанных посредством изолятора (от 300А до 300D) с регулятором расхода (от 185А до 185D).
5. Плазменный двигатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полый катод (140) запитывается посредством сети каналов, связанной посредством изолятора (300) с устройством потери заряда (186).
6. Плазменный двигатель по п.4 или 5, отличающийся тем, что регуляторы расхода (от 185А до 185D) и устройство потери заряда (186) запитываются посредством общего канала (126), управляемого посредством электроклапана (187).
7. Плазменный двигатель по п.4 или 5, отличающийся тем, что содержит цепь электрического питания (191) для образования разряда между полым катодом (140) и анодами (от 125А до 125D), и тем, что основные кольцевые каналы (от 124А до 124D) разъединены посредством фильтров (от 911А до 911D), размещенных между катодом (140) и анодами (от 125А до 125D).
8. Плазменный двигатель по п.7, отличающийся тем, что для управления токами разряда анодов (от 125А до 125D) он содержит цепи обратной связи, содержащие токоприемники (от 193А до 193D) и регулятор тока (192), взаимодействующий с регуляторами расхода (от 185А до 185D) и получающий заданную величину (921) общего тока разряда и по меньшей мере заданную величину (922) отклонения вектора тяги для управления по меньшей мере по одной оси, при этом ток разряда и ускорения ионов контролируется посредством распределения магнитного поля, определенного посредством магнитной цепи, в которой множество первых катушек (от 133А до 133D) и множество вторых катушек (131) последовательно соединены между катодом (140) и негативным полюсом цепи электрического питания (191).
9. Плазменный двигатель по п.8, отличающийся тем, что регуляторы расхода (от 185А до 185D) образованы термокапиллярами, управляемыми посредством цепей обратной связи тока разряда.
10. Плазменный двигатель по п.8, отличающийся тем, что регуляторы расхода (от 185А до 185D) образованы посредством микроэлектроклапанов дозирования в термическом, пьезоэлектрическом или магнитострикционном актюаторе.
11. Плазменный двигатель по п.8, отличающийся тем, что токоприемники (от 193А до 193D) содержат гальваническую изоляцию для измерения тока каждого из анодов (от 125А до 125D) с потенциалом нескольких сотен вольт.
12. Плазменный двигатель по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что диапазон расхода в каждом основном кольцевом канале (от 124А до 124D) составляет от 50 до 120% номинального расхода.
13. Плазменный двигатель по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что число вторых катушек составляет от 4 до 10.
14. Плазменный двигатель по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что содержит общее основание (175), служащее радиатором и основанием для размещения электрических и газообразных соединений.
15. Плазменный двигатель по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что содержит два основных кольцевых канала ионизации и ускорения (124А, 124В).
16. Плазменный двигатель по любому из пп.14 и 15, отличающийся тем, что содержит два основных кольцевых канала ионизации и ускорения (124А, 124В) для управления по первой оси с помощью средств (192) для регулирования расхода питания ионизированным газом, и механические средства шарнирного соединения основания (175) двигателя вокруг другой оси.
17. Плазменный двигатель по п.16, отличающийся тем, что основание (175) двигателя соединено шарнирно вокруг вышеуказанной второй оси (782) с углом (783) максимум 50°.
18. Плазменный двигатель по п.16 или 17, отличающийся тем, что основание (175) двигателя соединено шарнирно вокруг вышеуказанной второй оси (782) на двух подшипниках качения (178), предварительно напряженных посредством по меньшей мере одной гибкой перегородки (781), закрепленной на неподвижной платформе и непосредственно закрепленной в основании (175), при этом центр тяжести (751) подвижного блока расположен рядом с осью вращения (782), а угол вращения (783) управляется электрическим мотором (177) и редуктором (179), обеспечивающим угловую блокировку.
19. Плазменный двигатель по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что содержит три основных кольцевых канала ионизации и ускорения (от 124А до 124С), распределенные в виде треугольника вокруг оси (752) двигателя.
20. Плазменный двигатель по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что содержит четыре основных кольцевых канала ионизации и ускорения (от 124А до 124D), распределенные в виде четырехугольника вокруг оси (752) двигателя.
21. Плазменный двигатель по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что число вторых катушек (131) кратно числу основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (от 124А до 124D), при этом катушки каждого подблока вторых катушек (131), предназначенных для каждого канала (от 124А до 124D), соединены последовательно, а различные подблоки вторых катушек (131) соединены параллельно, при этом полные электрические сопротивления катушек, соединенных последовательно, равны.
22. Плазменный двигатель по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что число вторых катушек (131) кратно количеству основных кольцевых каналов ионизации и ускорения (от 124А до 124D), при этом катушки каждого из подблоков вторых катушек (131), предназначенных различным каналам (от 124А до 124D), питаются посредством верньера тока.
23. Плазменный двигатель по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что содержит цифровую цепь обратной связи ориентации вектора тяги, при этом заданные величины общей тяги и отклонения вектора тяги задаются в цифровой форме, а заданная величина отклонения вектора тяги имеет первенство над заданной величиной общей тяги в случае несоответствия между обеими заданными величинами.
24. Плазменный двигатель по любому из пп.1-15, 19 и 20, отличающийся тем, что средства (192) для регулирования расхода питания ионизированным газом принимают две заданные величины отклонения вектора тяги для управления по двум осям.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9816631 | 1998-12-30 | ||
| FR9816631A FR2788084B1 (fr) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Propulseur a plasma a derive fermee d'electrons a vecteur poussee orientable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99127453A RU99127453A (ru) | 2001-09-10 |
| RU2227845C2 true RU2227845C2 (ru) | 2004-04-27 |
Family
ID=9534675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99127453/06A RU2227845C2 (ru) | 1998-12-30 | 1999-12-28 | Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6279314B1 (ru) |
| EP (1) | EP1101938B1 (ru) |
| JP (1) | JP4377016B2 (ru) |
| DE (1) | DE69934122T2 (ru) |
| FR (1) | FR2788084B1 (ru) |
| RU (1) | RU2227845C2 (ru) |
| UA (1) | UA58559C2 (ru) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696792B1 (en) | 2002-08-08 | 2004-02-24 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Compact plasma accelerator |
| US7461502B2 (en) | 2003-03-20 | 2008-12-09 | Elwing Llc | Spacecraft thruster |
| JP4223921B2 (ja) | 2003-10-24 | 2009-02-12 | トヨタ自動車株式会社 | 垂直離着陸飛翔装置 |
| US7030576B2 (en) * | 2003-12-02 | 2006-04-18 | United Technologies Corporation | Multichannel hall effect thruster |
| US7459858B2 (en) * | 2004-12-13 | 2008-12-02 | Busek Company, Inc. | Hall thruster with shared magnetic structure |
| US8407979B1 (en) | 2007-10-29 | 2013-04-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Magnetically-conformed, variable area discharge chamber for hall thruster, and method |
| WO2009102227A2 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-20 | Dumitru Ionescu | The direction acceleration principle, the direction acceleration devices and the direction acceleration devices systems |
| FR2931212B1 (fr) * | 2008-05-19 | 2010-06-04 | Astrium Sas | Propulseur electrique pour vehicule spatial |
| GB0823391D0 (en) | 2008-12-23 | 2009-01-28 | Qinetiq Ltd | Electric propulsion |
| FR2941503B1 (fr) * | 2009-01-27 | 2011-03-04 | Snecma | Propulseur a derive fermee d'electrons |
| FR2970702B1 (fr) * | 2011-01-26 | 2013-05-10 | Astrium Sas | Procede et systeme de pilotage d'un engin volant a propulseur arriere |
| FR2976029B1 (fr) | 2011-05-30 | 2016-03-11 | Snecma | Propulseur a effet hall |
| FR2979956B1 (fr) * | 2011-09-09 | 2013-09-27 | Snecma | Systeme de propulsion electrique a propulseurs a plasma stationnaire |
| US9316213B2 (en) * | 2013-09-12 | 2016-04-19 | James Andrew Leskosek | Plasma drive |
| WO2016149082A1 (en) * | 2015-03-15 | 2016-09-22 | Aerojet Rocketdyne, Inc. | Hall thruster with exclusive outer magnetic core |
| FR3034214B1 (fr) | 2015-03-25 | 2017-04-07 | Snecma | Dispositif et procede de regulation de debit |
| FR3039861B1 (fr) * | 2015-08-07 | 2017-09-01 | Snecma | Systeme de propulsion electrique a propulseurs a plasma stationnaire avec unique unite d'alimentation electrique |
| DE102017212927B4 (de) * | 2017-07-27 | 2019-05-02 | Airbus Defence and Space GmbH | Elektrisches Triebwerk und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Triebwerks |
| EP3604805B1 (en) | 2018-08-02 | 2024-04-24 | ENPULSION GmbH | Ion thruster for thrust vectored propulsion of a spacecraft |
| CN110285030A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-27 | 上海空间推进研究所 | 适用于空间应用的霍尔推力器簇 |
| CN111547211A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-18 | 河北工业大学 | 一种新型水下矢量推进器 |
| GB2599933B (en) * | 2020-10-15 | 2023-02-22 | Iceye Oy | Spacecraft propulsion system and method of operation |
| CN112392675B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-03-04 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种阵列式电热等离子体加速装置 |
| CN112696330B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-09-13 | 上海空间推进研究所 | 一种霍尔推力器的磁极结构 |
| FR3138169A1 (fr) * | 2022-07-25 | 2024-01-26 | Airbus Defence And Space Sas | Ensemble d’alimentation electrique pour propulseur a plasma de vaisseau spatial |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5359258A (en) * | 1991-11-04 | 1994-10-25 | Fakel Enterprise | Plasma accelerator with closed electron drift |
| EP0541309B1 (en) * | 1991-11-04 | 1996-01-17 | Fakel Enterprise | Plasma accelerator with closed electron drift |
| RU2032280C1 (ru) * | 1992-02-18 | 1995-03-27 | Инженерный центр "Плазмодинамика" | Способ управления плазменным потоком и плазменное устройство |
| ATE376122T1 (de) * | 1995-12-09 | 2007-11-15 | Matra Marconi Space France | Steuerbarer hall-effekt-antrieb |
| RU2092983C1 (ru) * | 1996-04-01 | 1997-10-10 | Исследовательский центр им.М.В.Келдыша | Плазменный ускоритель |
| US5767627A (en) * | 1997-01-09 | 1998-06-16 | Trusi Technologies, Llc | Plasma generation and plasma processing of materials |
-
1998
- 1998-12-30 FR FR9816631A patent/FR2788084B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37413299A patent/JP4377016B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-28 RU RU99127453/06A patent/RU2227845C2/ru active
- 1999-12-28 UA UA99127209A patent/UA58559C2/ru unknown
- 1999-12-29 DE DE69934122T patent/DE69934122T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-29 US US09/474,546 patent/US6279314B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-29 EP EP99403313A patent/EP1101938B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA58559C2 (ru) | 2003-08-15 |
| FR2788084A1 (fr) | 2000-07-07 |
| JP4377016B2 (ja) | 2009-12-02 |
| US6279314B1 (en) | 2001-08-28 |
| DE69934122T2 (de) | 2007-09-20 |
| FR2788084B1 (fr) | 2001-04-06 |
| JP2000205115A (ja) | 2000-07-25 |
| EP1101938A1 (fr) | 2001-05-23 |
| DE69934122D1 (de) | 2007-01-04 |
| EP1101938B1 (fr) | 2006-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2227845C2 (ru) | Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги | |
| RU99127453A (ru) | Плазменный двигатель с закрытым смещением электронов с управляемым вектором тяги | |
| USRE34806E (en) | Magnetoplasmadynamic processor, applications thereof and methods | |
| RU2620880C2 (ru) | Двигатель на эффекте холла | |
| CN101855138B (zh) | 空间飞行器中的驱动装置 | |
| CN103562549B (zh) | 霍耳效应推进器 | |
| WO2013019667A1 (en) | Ion focusing in a hall effect thruster | |
| JPH0434267B2 (ru) | ||
| CN104603325A (zh) | 可互换磁体组 | |
| US4682564A (en) | Magnetoplasmadynamic processor, applications thereof and methods | |
| US6774606B1 (en) | Charge control circuit and method for charging multiple battery cells | |
| RU2319040C2 (ru) | Плазменный реактивный двигатель с гальваномагнитным эффектом холла | |
| RU2040445C1 (ru) | Объединенная электрореактивная двигательная установка космического аппарата, способ создания управляющих моментов по каналам тангажа и рыскания космического аппарата с указанной двигательной установкой и трехканальный электрореактивный двигатель | |
| WO2023147316A1 (en) | In situ renewable electrode for z-pinch plasma confinement system | |
| CN106438252A (zh) | 推力方向可控的会切场等离子体推力器 | |
| CN106342132B (zh) | 胶体推力器羽流聚焦吸极 | |
| RU2756719C2 (ru) | Способ предоставления набора данных, способ приема набора данных, регулятор ветропарка, блок ветропарка и ветропарк | |
| JP2016217136A (ja) | 人工衛星 | |
| Wallace et al. | The design and performance of the T6 ion thruster | |
| Henaux et al. | A new flexible magnetic circuit for a Hall effect thruster | |
| JP2023503794A (ja) | 強磁性体および常磁性体に存在する磁区のエネルギーを活用する独自の方法 | |
| Han et al. | Unstable discharge phenomenon and stabilization of Hall thruster operating in self-excited mode | |
| US4068192A (en) | Gas laser starting | |
| US20210394935A1 (en) | Omnidirectional Electrostatic Thruster | |
| CN117006009A (zh) | 一种提升霍尔推力器性能的磁场设计结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130708 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |