RU2366123C1 - Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions) - Google Patents

Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2366123C1
RU2366123C1 RU2008112026/06A RU2008112026A RU2366123C1 RU 2366123 C1 RU2366123 C1 RU 2366123C1 RU 2008112026/06 A RU2008112026/06 A RU 2008112026/06A RU 2008112026 A RU2008112026 A RU 2008112026A RU 2366123 C1 RU2366123 C1 RU 2366123C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
anode
voltage
electro
power
Prior art date
Application number
RU2008112026/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Николаевич Козубский (RU)
Константин Николаевич Козубский
Вячеслав Михайлович Мурашко (RU)
Вячеслав Михайлович Мурашко
Владимир Васильевич Гопанчук (RU)
Владимир Васильевич Гопанчук
Сергей Владимирович Олотин (RU)
Сергей Владимирович Олотин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел"
Priority to RU2008112026/06A priority Critical patent/RU2366123C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366123C1 publication Critical patent/RU2366123C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: motors and pumps. ^ SUBSTANCE: invention relates to methods and devices for operation of electrojet plasma engine. Method includes closure of power supply switch and feeding of voltage from power supply for anode and cathode, closure of launching switch and creation of current by at least in one coil of electrojet plasma engine and in connected in turn into electric circuit motor of winding of electro-valves for feeding of actuating medium into anode and cathode, time delay and following breaking of launching switch, formation of high-voltage pulse between cathode and igniter electrode, and ignition of launching discharge between igniter electrode and cathode, which then initiates ignition of main discharge between anode and cathode, with feeding of voltage of its high-voltage pulse simultaneously applied between anode and cathode, and also, through blocking capacitor, between igniter electrode and cathode, and coil is additionally used in the capacity of field magnet and closure of launching switch is implemented for time of its charging, which is taken into account in time delay before disconnection of launching switcher. ^ EFFECT: invention is directed to reliability growth of electrojet plasma engines and decreasing of its mass. ^ 18 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при эксплуатации электрореактивных плазменных двигателей и электрореактивных двигательных установок на их основе в составе космических аппаратов, а также в наземных плазменных технологических установках.The invention relates to the field of space technology and can be used in the operation of electro-reactive plasma engines and electro-propulsion propulsion systems based on them as part of spacecraft, as well as in ground-based plasma technological installations.

Решение ряда задач в области дистанционного зондирования Земли экономически выгодно решать с помощью малых космических аппаратов (КА), в состав которых входят электрореактивные двигательные установки (ЭРДУ), содержащие один или несколько электрореактивных плазменных двигателя. К таким малым КА предъявляются несколько специфических требований - одним из которых является максимальная минимизация количества и массы компонентов, включая и ЭРДУ [Солдатенко В.Г., Эльман В.О., Быков В.В., Сергеев Д.В. "Аппаратура регулирования и контроля системы электропитания КА "Канопус-Вулкан". Электронные и электромеханические системы и устройства: Сборник научных трудов. Новосибирск, "Наука", 2007, с.17-23]. С другой стороны, решение данной проблемы достигается путем оснащения малых КА более эффективными первичными источниками энергии - солнечными батареями, которые являются одними из основных массообразующих элементов КА [Кудряшов B.C., Нестеришин М.В., Фалько М.Ю. "Анализ технических решений для систем электропитания нано- и микроспутников". Электронные и электромеханические системы и устройства: Сборник научных трудов. Новосибирск, "Наука", 2007, с.23-30].It is economically feasible to solve a number of problems in the field of remote sensing of the Earth with the help of small spacecraft (SC), which include electric propulsion systems (ERD) containing one or more electroreactive plasma engines. Such small spacecraft have several specific requirements - one of which is the maximum minimization of the number and mass of components, including the electric propulsion system [Soldatenko V.G., Elman V.O., Bykov V.V., Sergeev D.V. "The equipment for regulation and control of the power supply system of the Kanopus-Vulkan spacecraft. Electronic and electromechanical systems and devices: Collection of scientific papers. Novosibirsk," Nauka ", 2007, pp. 17-23]. On the other hand, this problem is solved by equipping small spacecraft more efficient primary energy sources - solar panels, which are one of the main mass-forming elements of the spacecraft [Kudryashov BC, Nesterishin MV, Falko M.Yu. “Analysis of technical solutions for power systems of nano- and microsatellites.” Electronic and electromechanical systems and devices: Collection of scientific papers. Novosibirsk, "Science", 2007, p.23-30].

Известен способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающий подачу питающего напряжения от источника электропитания на катод и анод, в цепи которого размещен двухобмоточный индуктор с общей точкой, к которой подключен пусковой ключ, который другим своим выводом подключен к катодной цепи, замыкание пускового ключа и создание тока в первой обмотке индуктора, временную задержку, последующее размыкание пускового ключа и формирование высоковольтного импульса напряжения на выходном конце второй обмотки индуктора, прилагаемого между катодом и анодом для зажигания основного разряда между ними [Патенты US №6369520, Н05НВ 37/00 и US №6369521, Н05НВ 37/00].A known method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, comprising supplying a supply voltage from a power source to the cathode and anode, in the circuit of which there is a double-winding inductor with a common point, to which a start key is connected, which is connected to the cathode circuit with its other output, closes the start key and the creation of current in the first winding of the inductor, a time delay, the subsequent opening of the start key and the formation of a high-voltage voltage pulse at the output end of the second winding and an inductor applied between the cathode and the anode for ignition of the main discharge between them [US Patents No. 6369520, H05HB 37/00 and US No. 6369521, H05HB 37/00].

Основным недостатком известного способа запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя является большая масса из-за применения в электрической схеме специального отдельного двухобмоточного индуктора, имеющего большую массу, вследствие необходимости обеспечения им значительного запаса магнитной энергии в нем.The main disadvantage of the known method of starting and powering an electro-reactive plasma engine is the large mass due to the use of a special separate double-winding inductor having a large mass in the electrical circuit due to the need to provide them with a significant supply of magnetic energy in it.

Известно устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащее источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через электромагнитную катушку двигателя и обмотку электроклапана подачи рабочего тела в анод, обмотка которого используется в качестве индуктора, безнакальный катод, который через обмотку электроклапана подачи рабочего тела (РТ) в катод соединен с отрицательной шиной, и пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями. При замыкании ключа и увеличении тока через индуктор происходит его зарядка, а при размыкании на индукторе формируется высоковольтный импульс, который через емкость, шунтирующую электромагнитную катушку электрореактивного плазменного двигателя, прикладывается между анодом и катодом и инициирует газовый разряд в рабочем канале двигателя [J.A.Burkhart, G.R.Seikel, J.Spacecraft and Rockets, v.9, №7, 1972].A device for starting and powering an electro-reactive plasma engine comprising a power source with power buses, an electro-reactive plasma engine containing an anode that is connected to a positive power supply bus through an electromagnetic motor coil and a winding of the electrovalve of supplying a working fluid to the anode, the winding of which is used as an inductor , a non-cathode cathode, which is connected to the negative circuit through the winding of the electrovalve for supplying the working fluid (RT) to the cathode oh, and a start key, which is connected between the anode and cathode circuits. When the key is closed and the current through the inductor increases, it charges, and when it opens, a high-voltage pulse is generated on the inductor, which is applied between the anode and cathode through the capacitor shunting the electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine and initiates a gas discharge in the working channel of the engine [JABurkhart, GR Seikel, J. Spacecraft and Rockets, v. 9, No. 7, 1972].

Основным недостатком такого известного устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя является низкая надежность такой электрической схемы. Это обусловлено низкой вероятностью запуска двигателя с первой попытки из-за нестабильности генерируемого высоковольтного импульса напряжения достаточного для инициирования разряда между катодом и анодом, что, в свою очередь, приводит к необходимости учета данного фактора и предусматривать в алгоритмах функционирования многократность подач команд на включение. Кроме того, в цепи разряда отсутствуют элементы, способные локально аккумулировать накопившуюся со временем работы избыточную электроэнергию, особенно это критично в случаях незапуска двигателя, что при повторных запусках резко повышает риск повреждения изоляции электрических цепей. Также, вследствие того, что к обмоткам таких электроклапанов (соленоидального типа), используемых дополнительно в качестве индукторов, накладываются дополнительные требования по обеспечению достаточного запаса магнитной энергии в индукторе, выполнение которых приводит к значительному увеличению массы такой обмотки и соответственно всего электроклапана.The main disadvantage of such a known device for starting and powering an electro-reactive plasma engine is the low reliability of such an electrical circuit. This is due to the low probability of starting the engine on the first attempt due to the instability of the generated high-voltage pulse voltage sufficient to initiate a discharge between the cathode and the anode, which, in turn, leads to the need to take this factor into account and to provide multiple commands for switching on in the operation algorithms. In addition, there are no elements in the discharge circuit capable of locally accumulating excess electric energy accumulated over time, this is especially critical in cases of engine failure, which, when restarted, dramatically increases the risk of damage to the insulation of electrical circuits. Also, due to the fact that the windings of such electrovalves (solenoidal type), used additionally as inductors, impose additional requirements to ensure a sufficient supply of magnetic energy in the inductor, the implementation of which leads to a significant increase in the mass of such a winding and, accordingly, the entire electrovalve.

Известен способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, принятый за прототип, включающий подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и создание тока по меньшей мере в одной электромагнитной катушке и в обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтного импульса напряжения между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом [Патент РФ №2162623, кл. 7 Н05Н 1/54, F03H 1/00].A known method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, adopted as a prototype, comprising supplying a supply voltage from a power source to the anode and cathode, closing the start key and generating current in at least one electromagnetic coil and in the windings of the electric valves supplying the working fluid to the anode and cathode, time delay and subsequent opening of the start key, the formation of a high voltage voltage pulse between the cathode and the ignition electrode, and ignition of the start discharge between ignition th electrode and the cathode which then initiates ignition of the main discharge between the anode and cathode [RF patent №2162623, Cl. 7 H05H 1/54, F03H 1/00].

Известно также устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, принятое за прототип, содержащее источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания, и, через разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, размещенный на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых подключены последовательно в электрическую цепь электрореактивного плазменного двигателя [Патент РФ №2162623, кл. 7 Н05Н 1/54, F03H 1/00].There is also known a device for starting and powering an electro-jet plasma engine, adopted as a prototype, comprising a power source with power lines, an electro-reactive plasma engine containing an anode that is connected to a positive power line of the power source through at least one electromagnetic coil, at least one cathode, which is connected to the negative busbar of the power supply of the power source, and, through the isolation capacitor, with the ignition electrode, the power key, located on one of the power buses, a starting key that is connected between the anode and cathode circuits, and electrovalves for supplying a working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected in series to the electric circuit of an electric jet plasma engine [RF Patent No. 2162623, cl. 7 H05H 1/54, F03H 1/00].

В известном способе и устройстве для осуществления запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя снижена масса аппаратуры за счет замены трех раздельных источников питания различных элементов (нагрузок) электрореактивного плазменного двигателя одним совмещенным вторичным источником питания с двумя выходами для питания основного разряда и пусковых цепей: нагревателя и поджига. Однако и в такой электрической схеме между источником электропитания и полезными нагрузками двигателя применяются многочисленные промежуточные электропреобразующие и регулирующие элементы и аппаратура (СПУ). ЭРДУ в такой конфигурации будет иметь большую массу. Это прежде всего связано с тем, что в системе электропитания, выполняющей функции согласования параметров сети электропитания с входными параметрами и характеристиками электрореактивного плазменного двигателя, источник электропитания содержит, кроме первичного источника электропитания, как основной вторичный источник электропитания, так и вспомогательный вторичный источник электропитания (например, для разогрева нагревателя). Наличие же вторичных источников питания, образующих дополнительные каскады преобразования электрической энергии для подачи электропитания различным нагрузкам, отдельного дозирующего дросселя в цепи нагревателя катода, применяемого в качестве индуктора, предназначенного для формирования во вторичной обмотке дозирующего дросселя высоковольтного импульса, и устройства защиты от "коротких замыканий" существенно повышают массу всей системы электропитания. Другим недостатком способа и устройства его реализации является то, что обеспечение приемлемой надежности всей системы электропитания достигается излишне сложной многокаскадной электрической схемой запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя.In the known method and device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, the mass of equipment is reduced by replacing three separate power sources of various elements (loads) of an electro-reactive plasma engine with one combined secondary power source with two outputs for supplying the main discharge and starting circuits: heater and ignition . However, in such an electrical circuit, between the power supply and the payloads of the engine, numerous intermediate electro-converting and regulating elements and apparatus (SPU) are used. An ERD in this configuration will have a large mass. This is primarily due to the fact that in a power supply system that performs the functions of matching the parameters of the power supply network with the input parameters and characteristics of the plasma jet engine, the power supply contains, in addition to the primary power supply, both the main secondary power supply and the auxiliary secondary power supply (for example to heat the heater). The presence of secondary power sources that form additional cascades of electric energy conversion for supplying power to various loads, a separate metering inductor in the cathode heater circuit, used as an inductor, designed to form a high-voltage pulse in the metering inductor, and a protection device against short circuits significantly increase the mass of the entire power supply system. Another disadvantage of the method and device for its implementation is that ensuring an acceptable reliability of the entire power supply system is achieved by an unnecessarily complex multi-stage electrical circuit for starting and powering an electro-reactive plasma engine.

При создании изобретения решались задачи по повышению надежности способа запуска и электропитания при функционировании электрореактивного плазменного двигателя, а также по снижению массы системы электропитания.When creating the invention, the tasks were solved to increase the reliability of the starting method and power supply during the operation of an electro-jet plasma engine, as well as to reduce the mass of the power supply system.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающим замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и создание тока по меньшей мере в одной электромагнитной катушке электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтного импульса напряжения между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, согласно изобретению, при подаче питающего напряжения его высоковольтный импульс одновременно прилагают между анодом и катодом, а также через разделительный конденсатор, между поджигным электродом и катодом, а электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа.The specified technical result is achieved in that in a method for starting and powering an electro-jet plasma engine, comprising shorting the power key and supplying voltage from the power source to the anode and cathode, closing the starter key and generating current in at least one electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine and connected in series into the electric circuit of the engine, the windings of the electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, time delay and opening the start key, the formation of a high voltage voltage pulse between the cathode and the ignition electrode, and ignition of the start discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and cathode, according to the invention, when a voltage is applied, its high voltage pulse is simultaneously applied between the anode and the cathode, as well as through a separation capacitor, between the ignition electrode and the cathode, and the electromagnetic coil is additionally used as the inductor and the closure of the start key is performed for the duration of its charging, which is taken into account in the time delay before opening the start key.

Кроме того, дополнительно при подаче питающего напряжения одновременно с катодом и электроклапанами может быть запитан и термодроссель, которым при работе дозируют суммарный расход рабочего тела в анод и катод.In addition, in addition, when a supply voltage is applied simultaneously with the cathode and electrovalves, a thermal reactor can also be energized, which during operation will meter the total flow of the working fluid into the anode and cathode.

А допускаемые отклонения геометрических размеров при изготовлении термодросселя могут компенсироваться шунтирующим устройством, дополнительно подключенным параллельно термодросселю.And the permissible deviations of the geometric dimensions in the manufacture of the thermal reactor can be compensated by a shunt device, additionally connected in parallel with the thermal reactor.

В свою очередь, шунтирующим устройством можно управлять при помощи регулятора суммарного расхода, дополнительно подключенного параллельно шунтирующему устройству.In turn, the shunt device can be controlled using the total flow controller, additionally connected in parallel with the shunt device.

Управление регулятором суммарного расхода возможно по внешним командам, с обратной связью по току разряда или с обратной связью по току и напряжению разряда.The total flow rate controller can be controlled by external commands, with feedback on the discharge current or with feedback on the current and voltage of the discharge.

Поставленные задачи по повышению надежности запуска и способа электропитания решены путем существенного упрощения непосредственно самой системы электропитания и алгоритма организации обеспечения режимов запуска, электропитания и подачи РТ различным потребителям, входящим в состав электрореактивного плазменного двигателя, одновременно от одного источника электропитания, характеристики которого имеют "ветвь" напряжения и "ветвь" тока, а также одновременную подачу РТ в катод и анод от системы хранения и подачи РТ. Это достигается за счет подключения разных по своему функциональному назначению электрических нагрузок непосредственно к шинам питания источника электропитания - генератора постоянного напряжения с ограничением тока разряда, например, первичного источника электроэнергии, каковым являются на борту КА солнечные батареи, минуя при этом довольно сложные инерционные и массивные электрические контуры системы преобразования энергии и управления нагрузками в виде вторичных источников питания и управления.The tasks to improve the reliability of the start-up and the power supply method were solved by significantly simplifying the power supply system itself and the algorithm for organizing the start-up, power supply and supply of RTs to various consumers that are part of the plasma jet engine from the same power source, the characteristics of which have a “branch” voltage and current "branch", as well as the simultaneous supply of RT to the cathode and anode from the storage and supply of RT. This is achieved by connecting electrical loads of different functional purpose directly to the power supply busbars of the power supply - a constant voltage generator with a limitation of the discharge current, for example, the primary source of electricity, which are solar panels on board, bypassing rather complex inertial and massive electric contours of the energy conversion and load management system in the form of secondary power and control sources.

При решении задачи по непосредственной коммутации цепей различных электрических элементов с шинами питания источника электропитания, без использования различных вторичных преобразующих и управляющих устройств, необходимо их выбор производить с учетом согласования их характеристик с параметрами источника электропитания - генератора постоянного напряжения с ограничением тока разряда (например, при использовании СБ) и обеспечения необходимого режима работы электрореактивного двигателя с учетом изменяющейся в процессе выработки ресурса вольт-амперной характеристики СБ, вследствие деградации ее выходных параметров из-за воздействия на фотопреобразователи факторов космического пространства в процессе эксплуатации КА [Поляков С.А. "Выбор режима работы солнечных батарей". Электронные и электромеханические системы и устройства: Сборник научных трудов. Новосибирск, "Наука", 2007, с.49-58].When solving the problem of direct switching of circuits of various electrical elements with power supply busbars of the power source, without using various secondary converting and control devices, it is necessary to select them taking into account the coordination of their characteristics with the parameters of the power source - direct current generator with limited discharge current (for example, when using SB) and ensuring the necessary mode of operation of the electric jet engine, taking into account the changing XRD volt-ampere characteristic Sa, as a result of degradation of its output parameters due to effects on photovoltaics space factors in the operation the SC [Polyakov SA "Selecting a solar mode." Electronic and electromechanical systems and devices: Collection of scientific papers. Novosibirsk, "Science", 2007, p. 49-58].

При необходимости стабилизации и улучшения характеристик и параметров и повышения управляемости системы запуска и электропитания при ее функционировании в схеме могут быть применены дополнительные компоненты в виде термодросселя, шунтирующего его устройства, регулятора расхода, управление которым возможно осуществлять по различным вариантам в зависимости от условий, обеспечиваемых при эксплуатации бортом КА.If it is necessary to stabilize and improve the characteristics and parameters and increase the controllability of the start-up and power supply systems during its operation, additional components can be used in the circuit in the form of a thermal reactor, its shunt device, flow regulator, which can be controlled according to various options, depending on the conditions provided under operation onboard the spacecraft.

Указанный технический результат также может достигаться другим вариантом тем, что в способе запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающим замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и создание тока по меньшей мере в двух электромагнитных катушках с их общей точкой электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтных импульсов напряжения между анодом и катодом, между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, согласно изобретению при подаче питающего напряжения более высоковольтный, но слаботочный импульс одновременно прилагают между анодом и катодом, а также между поджигным электродом и, через разделительный конденсатор, катодом, а менее высоковольтный, но сильноточный импульс прилагают между поджигным электродом и, через дополнительный разделительный конденсатор и разделительный диод, катодом, при этом более отдаленную от анода электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора, и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа, причем сформированный высоковольтный импульс на выходе близлежащей к аноду электромагнитной катушки больше импульса в их общей точке.The specified technical result can also be achieved by another option in that in the method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, comprising shorting the power key and supplying voltage from the power source to the anode and cathode, closing the start key and generating current in at least two electromagnetic coils with their common point of the electroreactive plasma engine and in the windings of the working valves ate into the anode and cathode, the time delay and the subsequent opening of the start key, the formation of high voltage voltage pulses between the anode and cathode, between the cathode and the ignition electrode, and the ignition of the start discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and cathode, according to the invention, when a supply voltage is applied, a higher-voltage, but low-current pulse is simultaneously applied between the anode and cathode, as well as between the ignition electrode and, through the isolator th capacitor, by the cathode, and a less high-voltage, but high-current pulse is applied between the ignition electrode and, through an additional isolation capacitor and a separation diode, by the cathode, the electromagnetic coil more distant from the anode is additionally used as an inductor, and the start key is closed for a while charging, which is taken into account in the time delay before opening the start key, and the generated high-voltage pulse at the output of the electromagnetic coil adjacent to the anode is more more than momentum at their common point.

При таком варианте также решаются поставленные задачи по повышению надежности путем повышения надежности электрической схемы самого электрореактивного плазменного двигателя, содержащего, по меньшей мере, две электромагнитные катушки, которые снижают риск незапуска двигателя при первой команде на его включение при эксплуатации на борту КА. Кроме того, при наличии в электрической схеме двух последовательных индукторов снижается напряжение на пусковом ключе и обеспечивается двухступенчатая схема поджига, используемая в традиционных схемах запуска с использованием автономных источников поджига: пробой и зажигание слаботочного поджигного разряда высоковольтным импульсом с выхода второй обмотки электромагнитной катушки, подключенного к аноду и, через разделительный конденсатор, к поджигному электроду, и поджигной сильноточный разряд, создаваемый высоковольтным импульсом с общей точки между электромагнитными катушками, подключенной к поджигному электроду, через дополнительный разделительный конденсатор и разделительный диод.This option also solves the tasks to increase reliability by increasing the reliability of the electrical circuit of the electro-reactive plasma engine itself, which contains at least two electromagnetic coils, which reduce the risk of engine failure during the first command to turn it on when operating onboard the spacecraft. In addition, if there are two series inductors in the electric circuit, the voltage at the starting key is reduced and a two-stage ignition circuit is used, which is used in traditional starting circuits using autonomous ignition sources: breakdown and ignition of a low-current ignition discharge with a high-voltage pulse from the output of the second winding of the electromagnetic coil connected to to the anode and, through the separation capacitor, to the ignition electrode, and the ignition, a high-current discharge created by a high-voltage pulse m from a common point between the electromagnetic coils connected to the ignition electrode, through an additional isolation capacitor and a separation diode.

Также указанный технический результат по другому варианту достигается тем, что в способе в способе запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающим замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и одновременное создание тока по меньшей мере в одной электромагнитной катушке электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, а также разогрев нагревателя катода, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтного импульса напряжения между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, согласно изобретению при подаче питающего напряжения его одновременно прилагают между анодом и катодом, а также между поджигным электродом и, через разделительный конденсатор и нагреватель, катодом, при этом электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора, и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки через нагреватель, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа.Also, the specified technical result in another embodiment is achieved by the fact that in the method in the method of starting and powering an electro-jet plasma engine, comprising closing a power supply key and supplying a voltage from a power source to the anode and cathode, closing the start key and simultaneously generating current in at least one the electromagnetic coil of an electro-reactive plasma engine and in the windings of the solenoid valves of the supply connected in series to the electric circuit of the engine body to the anode and cathode, as well as heating the cathode heater, a time delay and subsequent opening of the start key, the formation of a high voltage voltage pulse between the cathode and the ignition electrode, and ignition of the start discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and the cathode, according to the invention when applying a supply voltage, it is simultaneously applied between the anode and cathode, as well as between the ignition electrode and, through a separation capacitor and heating spruce, cathode, wherein the electromagnetic coil is additionally used as an inducer, and the closure trigger key to operate while it is charging through the heater, which take into account the time delay before opening the trigger key.

В этом варианте поставленные задачи по повышению надежности запуска и электропитания решены путем создания более благоприятных условий запуска за счет применения в составе электрореактивного плазменного двигателя катода накального типа, в котором дополнительно используется специальный катодный нагреватель, разогрев эмиттера которого существенно улучшают условия запуска - сначала вспомогательного разряда в самом катоде, а затем и основного в двигателе, что, в свою очередь, снижает риски незапусков электрореактивного плазменного двигателя при его эксплуатации на борту КА.In this embodiment, the tasks to increase the reliability of the start-up and power supply are solved by creating more favorable start-up conditions due to the use of a glow-type cathode as part of the electro-reactive plasma engine, which additionally uses a special cathode heater, the heating of the emitter of which significantly improves the start-up conditions - first, an auxiliary discharge in the cathode itself, and then the main one in the engine, which, in turn, reduces the risks of non-triggering of the electro-reactive plasma motion the propellant during its operation on board the spacecraft.

Указанный технический результат также достигается тем, что в устройстве запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащем источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания и, через разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, размещенный на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых подключены последовательно в электрическую цепь двигателя, согласно изобретению пусковой ключ соединен с общей точкой анода и электромагнитной катушки электрореактивного плазменного двигателя, а поджигной электрод соединен с анодом и между ними введен конденсатор-ограничитель напряжения.The specified technical result is also achieved by the fact that in the device for starting and powering the electro-jet plasma engine containing the power supply with power buses, the electro-reactive plasma engine containing the anode, which is connected to the positive power supply bus through the at least one electromagnetic coil, at least one cathode, which is connected to the negative power bus of the power source and, through the isolation capacitor, with the ignition electrode, a power supply key located on one of the power buses, a start key that is connected between the anode and cathode circuits, and electrovalves for supplying a working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected in series to the electric circuit of the engine, according to the invention, the start key is connected to a common point of the anode and the electromagnetic coil of an electro-reactive plasma engine, and the ignition electrode is connected to the anode and a capacitor-voltage limiter is introduced between them.

Кроме этого, дополнительно последовательным подсоединением в катодную цепь может быть введен термодроссель.In addition, an additional thermal inductor can be added to the cathode circuit in addition.

В свою очередь, дополнительно параллельным подсоединением к термодросселю может быть введено шунтирующее устройство.In turn, a shunt device can be added in addition to connecting to the thermal reactor in parallel.

А параллельным соединением к шунтирующему устройству может быть дополнительно подсоединен регулятор суммарного расхода, который может управляться по внешним командам, с обратной связью по току разряда или с обратной связью по току и напряжению разряда.A parallel connection to the shunt device can be additionally connected to the total flow controller, which can be controlled by external commands, with feedback on the discharge current or with feedback on the current and voltage of the discharge.

Поставленная задача по повышению надежности способа электропитания и снижению массы решены путем минимизации количества элементов системы электропитания и упрощения электрической схемы управления, минуя преобразующую аппаратуру.The task to improve the reliability of the power supply method and reduce the mass is solved by minimizing the number of power system elements and simplifying the electrical control circuit, bypassing the conversion equipment.

Указанный технический результат может быть также достигнут тем, что в устройстве запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащим источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере две электромагнитные катушки с общей точкой, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания и, через разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, который размещен на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых последовательно подключены в электрическую цепь двигателя, согласно изобретению поджигной электрод соединен с анодом, а между ними размещен конденсатор-ограничитель напряжения, пусковой ключ и поджигной электрод соединены с общей точкой электромагнитных катушек электрореактивного плазменного двигателя, при этом между поджигным электродом и общей точкой электромагнитных катушек введены дополнительный разделительный конденсатор и разделительный диод.The specified technical result can also be achieved by the fact that in the device for starting and powering the electro-reactive plasma engine containing the power supply with power buses, the electro-reactive plasma engine containing the anode is connected to the positive power supply bus of the power supply through at least two electromagnetic coils with a common a point, at least one cathode, which is connected to the negative power bus of the power source and, through the isolation capacitor, with with an ignition electrode, an electrical key, which is located on one of the power rails, a starter key, which is connected between the anode and cathode circuits, and electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected in series to the electric circuit of the engine, according to the invention, the ignition electrode is connected to the anode, and between them there is a capacitor-voltage limiter, a start key and an ignition electrode are connected to a common point of the electromagnetic coils of an electro-reactive plasma engine, while at the ignition electrode and the common point of the electromagnetic coils, an additional isolation capacitor and an isolation diode are introduced.

При таком варианте также решаются поставленные задачи по повышению надежности запуска и системы электропитания путем существенного упрощения электрической схемы самого электрореактивного плазменного двигателя и минимизации количества ее элементов. Используемые, по меньшей мере, две электромагнитные катушки в качестве активных индукторов из состава электрореактивного плазменного двигателя резко снижают риски незапусков двигателя при подаче первой команды на его включение при эксплуатации на борту КА. Кроме того, при наличии в электрической схеме двух последовательных индукторов снижает нестабильность параметров на нагрузках от избыточной мощности СБ в начале выработки ресурса.With this option, the tasks are also solved to increase the reliability of the start-up and the power supply system by significantly simplifying the electrical circuit of the electric jet plasma engine itself and minimizing the number of its elements. At least two electromagnetic coils used as active inductors from an electro-reactive plasma engine dramatically reduce the risk of engine failures when a first command is given to turn it on when operating onboard the spacecraft. In addition, if there are two series inductors in the electric circuit, it reduces the instability of the parameters on the loads from the excess power of the SB at the beginning of the life of the resource.

Кроме того, указанный технический результат может быть достигнут следующим вариантом тем, что в устройстве запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащим источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания и, через нагреватель и разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, размещенный на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и, через нагреватель, катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых подключены в электрическую цепь двигателя, согласно изобретению пусковой ключ соединен с общей точкой анода и электромагнитной катушки электрореактивного плазменного двигателя, а поджигной электрод соединен с анодом, а между ними расположен конденсатор-ограничитель напряжения.In addition, the specified technical result can be achieved by the following option in that in the device for starting and powering the electro-reactive plasma engine containing the power source with power buses, the electro-reactive plasma engine containing the anode, which is connected to the positive power bus of the power source through at least one an electromagnetic coil, at least one cathode, which is connected to the negative power bus of the power source and, through the heater and section an alternating capacitor, with a firing electrode, an electrical key located on one of the power buses, a starting key that is connected between the anode and, through the heater, the cathode circuits, and the electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected to the electric circuit of the engine, according to the invention, the starting key is connected to a common point of the anode and the electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine, and the ignition electrode is connected to the anode, and between them there is a capacitor-voltage limiter.

Также и при данном варианте решаются поставленные задачи по повышению надежности и снижения общей массы ЭРДУ путем существенного упрощения электрической схемы системы электропитания электрореактивного плазменного двигателя от источника электропитания, например непосредственно от панели СБ.Also, with this option, the tasks are solved to increase the reliability and reduce the total mass of the electric propulsion system by significantly simplifying the electrical circuit of the power supply system of the plasma jet engine from the power source, for example, directly from the SB panel.

Таким образом, способы запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя при помощи соответствующих им устройств, предлагаемые согласно изобретениям, позволяют на практике реализовать так называемую схему электропитания с "общей шиной" [Поляков С.А. "Выбор режима работы солнечных батарей". Электронные и электромеханические системы и устройства: Сборник научных трудов. Новосибирск, "Наука", 2007, с.50], которая позволяет максимально минимизировать массу ЭРДУ, исключив традиционную преобразующую и управляющую аппаратуру, и существенно упростить электрическую схему ЭРДУ на базе электрореактивных плазменных двигателей, повысив при этом ее надежность. Например, исключается опасность коротких замыканий с токами, больших токов короткого замыкания источника питания, например СБ. При использовании катода с нагревателем выбирается режим с работой на "ветви" тока, что ограничивает пусковую мощность и ток при включении нагревателя. Применение обратных связей по напряжению и току для регулирования термодросселя обеспечивает возможность работы: при постоянной тяге в широком диапазоне изменения характеристик первичного источника питания, например СБ; в режиме отбора максимальной мощности, генерируемой первичным источником питания, например СБ; дросселирование тяги электрореактивного плазменного двигателя путем изменения расхода рабочего тела.Thus, the methods for starting and powering an electro-reactive plasma engine using their respective devices, proposed according to the invention, make it possible to implement in practice the so-called power supply circuit with a “common bus" [Polyakov S.A. "Selecting a solar mode." Electronic and electromechanical systems and devices: Collection of scientific papers. Novosibirsk, "Nauka", 2007, p.50], which allows to minimize the mass of the electric propulsion system by eliminating the traditional converting and control equipment, and significantly simplify the electric circuit of the electric propulsion system based on electro-reactive plasma engines, while increasing its reliability. For example, the danger of short circuits with currents, high short circuit currents of a power source, for example, SB, is eliminated. When using a cathode with a heater, the mode with operation on the "branch" of the current is selected, which limits the starting power and current when the heater is turned on. The use of voltage and current feedbacks for regulating the thermal reactor provides the ability to work: with constant thrust in a wide range of changes in the characteristics of the primary power source, for example, SB; in the mode of selection of maximum power generated by the primary power source, for example, SB; throttle thrust of an electroreactive plasma engine by changing the flow rate of the working fluid.

Изобретения иллюстрируются чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана пневмоэлектрическая схема предлагаемого устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя.Figure 1 shows the pneumatic circuit of the proposed device for starting and powering an electroreactive plasma engine.

На фиг.2 представлен вариант пневмоэлектрической схемы устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, которое дополнительно снабжено термодросселем.Figure 2 presents a variant of the pneumoelectric circuit of the device for starting and powering the electro-jet plasma engine, which is additionally equipped with a thermal inductor.

На фиг.3 представлен другой вариант устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя в части электрической схемы, в которой к термодросселю дополнительно подключено шунтирующее его устройство.Figure 3 presents another variant of the device for starting and powering an electro-jet plasma engine in part of the electrical circuit, in which a shunt device is additionally connected to the thermal inductor.

На фиг.4 представлен еще один вариант устройства запуска и электропитания в части его электрической схемы, в которой к шунтирующему устройству термодросселя дополнительно подключен регулятор суммарного расхода.Figure 4 shows another embodiment of the start-up device and power supply in part of its electrical circuit, in which the total flow controller is additionally connected to the shunt device of the thermal inductor.

На фиг.5 представлен следующий возможный вариант устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя в части электрической схемы с несколькими электромагнитными катушками в электрореактивном плазменном двигателе и дополнительным разделительным конденсатором и разделительным диодом, размещенными последовательно между поджигным электродом и общей точкой электромагнитных катушек.Figure 5 shows the following possible embodiment of a device for starting and powering an electro-reactive plasma engine in terms of an electrical circuit with several electromagnetic coils in an electro-reactive plasma engine and an additional isolation capacitor and an isolation diode placed in series between the ignition electrode and the common point of the electromagnetic coils.

На фиг.6 показан еще вариант устройства запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащего в электрической схеме катод с нагревателем, а в пневматической схеме в тракте на выходе из системы хранения и подачи РТ дозатор суммарного расхода рабочего тела в анод и катод.Figure 6 shows another embodiment of a device for starting and powering an electro-reactive plasma engine containing a cathode with a heater in an electric circuit, and a metering device for the total flow of the working fluid into the anode and cathode in the path at the outlet of the storage and supply system of the RT.

Устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, как показано на фиг.1, содержит источник электропитания 1 - генератор постоянного напряжения с ограничением тока разряда (например, первичный источник питания - солнечная батарея) с шинами питания 2, электрореактивный плазменный двигатель 3, содержащий анод 4 с последовательно соединенным электромагнитной катушкой 5, катод 6, соединенный через разделительный конденсатор 7 с поджигным электродом 8, электропитающий ключ 9, размещенный на одной из шин питания 2, и пусковой ключ 10, который подключен между анодной и катодной цепями. Также поджигной электрод 8 соединен с анодом 4 через конденсатор-ограничитель напряжения 11. Кроме того, устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя дополнительно содержит некоторые пневматические элементы, образующие пневматическую часть схемы подачи рабочего тела (РТ), которая включает в себя систему хранения и подачи РТ 18, анодную магистраль подачи РТ с клапаном 19 (например, соленой дальнего типа) и дозатором расхода в анод 21 (например, анодный жиклер), и катодную магистраль подачи РТ с соответствующим клапаном 20 и дозатором расхода в катод 22 (например, катодный жиклер).The device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, as shown in Fig. 1, contains a power source 1 — a constant voltage generator with a limited discharge current (for example, a primary power source — a solar battery) with power buses 2, an electro-reactive plasma engine 3 containing an anode 4 with a serially connected electromagnetic coil 5, a cathode 6 connected through a separation capacitor 7 with an ignition electrode 8, a power supply key 9, placed on one of the power buses 2, and oic key 10, which is connected between the anode and cathode circuits. Also, the ignition electrode 8 is connected to the anode 4 via a capacitor-voltage limiter 11. In addition, the device for starting and powering the plasma jet engine additionally contains some pneumatic elements that form the pneumatic part of the working fluid supply circuit (RT), which includes a storage and supply system RT 18, the anode supply line of the RT with the valve 19 (for example, saline distant type) and the flow meter in the anode 21 (for example, the anode jet), and the cathode supply line of the RT with the corresponding a valve 20 and a flow meter to the cathode 22 (for example, a cathode nozzle).

Такое устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, как показано на фиг.2, может дополнительно содержать термодроссель 15, входящий одновременно в состав как электрической, так и пневматической схем. В данном варианте устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя содержит источник электропитания 1 с шинами питания 2, электрореактивный плазменный двигатель 3, содержащий анод 4 с последовательно соединенным электромагнитной катушкой 5, катод 6, соединенный через разделительный конденсатор 7 с поджигным электродом 8, электропитающий ключ 9, размещенный на одной из шин питания 2, и пусковой ключ 10, который подключен между анодной и катодной цепями. Также поджигной электрод 8 соединен с анодом 4 через конденсатор-ограничитель напряжения 11, а в катодной цепи размещен термодроссель 15. Кроме того, устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя содержит ряд пневматических элементов, образующих пневматическую схему подачи рабочего тела (РТ), которая включает в себя систему хранения и подачи РТ 18, анодную магистраль подачи РТ с клапаном 19 и дозатором расхода в анод 21, и катодную магистраль подачи РТ с соответствующим клапаном 20 и дозатором расхода в катод 22, а также на выходе системы хранения и подачи РТ 18 установлен термодроссель, задающий суммарный (общий расход в анод и катод) расход 15 (например, капилляр, который при пропускании через него тока разогревается, вследствие чего изменяется вязкость протекающего сквозь него газообразного РТ, тем самым, изменяя массовый расход РТ).Such a device for starting and powering an electro-jet plasma engine, as shown in FIG. 2, may further comprise a thermal inductor 15, which is simultaneously included in both the electric and pneumatic circuits. In this embodiment, the device for starting and powering an electro-reactive plasma engine comprises a power source 1 with power buses 2, an electro-reactive plasma engine 3, comprising an anode 4 with a serially connected electromagnetic coil 5, a cathode 6 connected through an isolation capacitor 7 to an ignition electrode 8, an electrical power switch 9 located on one of the power buses 2, and a start key 10, which is connected between the anode and cathode circuits. Also, the ignition electrode 8 is connected to the anode 4 through a voltage capacitor-limiter 11, and a thermal inductor 15 is placed in the cathode circuit. In addition, the device for starting and powering the electro-reactive plasma engine contains a number of pneumatic elements that form a pneumatic supply circuit of the working fluid (RT), which includes includes a storage and supply system PT 18, an anode supply pipe RT with a valve 19 and a flow meter in the anode 21, and a cathode supply pipe RT with a corresponding valve 20 and a flow meter in the cathode 22, and Also, at the output of the RT 18 storage and supply system, a thermal reactor is installed that sets the total (total flow to the anode and cathode) flow rate 15 (for example, a capillary, which heats up when current passes through it, as a result of which the viscosity of the gaseous RT flowing through it changes, thereby changing the mass flow rate of the RT).

Для стабилизации работы дополнительно к термо дросселю 15, как показано на фиг.3, может быть параллельно подсоединено шунтирующее устройство 16.In order to stabilize the operation, in addition to the thermal inductor 15, as shown in FIG. 3, a shunt device 16 can be connected in parallel.

Для управления шунтирующим устройством 16, как показано на фиг.4, может быть дополнительно подсоединен параллельно регулятор суммарного расхода 17, который может быть самых разнообразных вариантов исполнений и служащий для регулирования суммарного расхода в электрореактивный плазменный двигатель:To control the shunt device 16, as shown in figure 4, can be additionally connected in parallel to the regulator of the total flow rate 17, which can be a wide variety of versions and is used to control the total flow rate in an electric jet plasma engine:

- управляемый по внешним командам;- managed by external teams;

- с обратной связью по току разряда для стабилизации тока разряда;- with feedback on the discharge current to stabilize the discharge current;

- с обратной связью по току и напряжению разряда для стабилизации тяги электрореактивного плазменного двигателя.- with feedback on current and discharge voltage to stabilize the thrust of the electro-jet plasma engine.

По другому варианту устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, как показано на фиг.5, содержит источник электропитания 1 с шинами питания 2, электрореактивный плазменный двигатель 3, содержащий анод 4, последовательно соединенный по меньшей мере с двумя электромагнитными катушками 5а и 5б с общей точкой, по меньшей мере один катод 6, соединенный с одной стороны с положительной шиной питания источника электропитания, а с другой стороны через разделительный конденсатор 7 с поджигным электродом 8, электропитающий ключ 9, размещенный на одной из шин питания 2, и пусковой ключ 10, который подключен между анодной и катодной цепями. Кроме того, поджигной электрод 8 соединен с анодом 4 через конденсатор-ограничитель напряжения 11, а пусковой ключ 10 и поджигной электрод 8 соединены с общей точкой электромагнитных катушек 5а и 5б, при этом поджигной электрод соединен с общей точкой электромагнитных катушек через дополнительный разделительный конденсатор 12 и разделительный диод 13. Также устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя содержит элементы пневматической схемы подачи рабочего тела (РТ), которая включает в себя систему хранения и подачи РТ 18, анодную магистраль подачи РТ с клапаном 19 и дозатором расхода в анод 21, и катодную магистраль подачи РТ с соответствующим клапаном 20 и дозатором расхода в катод 22.In another embodiment, the device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, as shown in FIG. 5, comprises a power source 1 with power buses 2, an electro-reactive plasma engine 3 comprising an anode 4 connected in series with at least two electromagnetic coils 5a and 5b with a common a point, at least one cathode 6, connected on one side to the positive power supply busbar of the power source, and on the other hand through a separation capacitor 7 with the ignition electrode 8, the power supply a key 9, located on one of the power supply lines 2, and a start key 10, which is connected between the anode and cathode circuits. In addition, the ignition electrode 8 is connected to the anode 4 through a voltage capacitor-limiter 11, and the ignition key 10 and the ignition electrode 8 are connected to a common point of the electromagnetic coils 5a and 5b, while the ignition electrode is connected to a common point of the electromagnetic coils through an additional isolation capacitor 12 and a dividing diode 13. Also, the device for starting and powering an electro-jet plasma engine contains elements of a pneumatic supply circuit of a working fluid (RT), which includes a storage system and odachi RT 18, RT anode line supply with a valve batcher 19 and flow into the anode 21 and cathode supply line RT with the corresponding valve 20 and the flow metering device 22 into the cathode.

В следующем варианте устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, как показано на фиг.6, содержит источник электропитания 1 с шинами питания 2, электрореактивный плазменный двигатель 3, содержащий анод 4, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку 5, по меньшей мере один катод 6, с последовательно соединенной электромагнитной катушкой 5, катод 6, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания, и, через нагреватель 14 и разделительный конденсатор 7, с поджигным электродом 8, электропитающий ключ 9, размещенный на одной из шин питания 2, и пусковой ключ 10, который подключен между анодной и, через нагреватель 14, катодной цепями. Кроме того, пусковой ключ 10 соединен с общей точкой анода 4 и электромагнитной катушки 5, а поджигной электрод 8 с анодом соединен через конденсатор-ограничитель напряжения 11. Также устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя содержит и пневматические элементы, образующие пневматическую схему подачи рабочего тела (РТ), которая включает в себя систему хранения и подачи РТ 18, анодную магистраль подачи РТ с клапаном 19 и дозатором расхода в анод 21, и катодную магистраль подачи РТ с соответствующим клапаном 20 и дозатором расхода в катод 22, а также на выходе системы хранения и подачи РТ 18 установлен дозатор суммарного расхода 23 (например, расходный жиклер).In a further embodiment, the device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, as shown in FIG. 6, comprises a power supply 1 with power buses 2, an electro-reactive plasma engine 3 containing an anode 4, which is connected to a negative power supply bus through at least one electromagnetic a coil 5, at least one cathode 6, with an electromagnetic coil 5 connected in series, a cathode 6, which is connected to a positive power supply bus of the power source, and, through a heater 14 and a separation capacitor 7, with a firing electrode 8, a power supply key 9, located on one of the power supply bus 2, and a start key 10, which is connected between the anode and, through the heater 14, the cathode circuits. In addition, the starting key 10 is connected to a common point of the anode 4 and the electromagnetic coil 5, and the ignition electrode 8 is connected to the anode through a voltage limiter 11. The starting and powering device of the electro-reactive plasma engine also contains pneumatic elements forming the pneumatic supply circuit of the working fluid (RT), which includes a storage and supply system PT 18, an anode supply pipe RT with a valve 19 and a flow meter in the anode 21, and a cathode supply pipe RT with a corresponding valve 20 and ozatorom flow into the cathode 22, and the output of RT storage and delivery system 18 is the total flow rate dispenser 23 (e.g., a consumable jet).

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, согласно изобретению по п.1, осуществляется при помощи соответствующего устройства следующим образом.The method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, according to the invention according to claim 1, is carried out using the corresponding device as follows.

При поступлении команды на включение подача питающего напряжения от источника электропитания 1 (генератора постоянного напряжения с ограничением тока разряда - например, СБ) на анод и катод выполняется через шины питания 2 путем замыкания электропитающего ключа 9, при этом одновременно производится подача газообразного РТ в анод и катод при помощи открытия соответствующих клапанов 19 и 20. Через определенный промежуток времени, необходимый для заполнения РТ вспомогательного пробойного газового промежутка между катодом 6 и поджигным электродом 8, и основного газового промежутка между катодом 6 и анодом 4, замыкается пусковой ключ 10, при этом источник электропитания работает в режиме источника тока. После появления тока в электромагнитной катушке 5 и, соответственно, зарядки индуктора L5 и последующего достижения порогового значения тока пусковой ключ 10 размыкается, что приводит к генерации электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции в электромагнитной катушке 5. В этот же момент времени между катодом 6 и поджигным электродом 8 формируется высоковольтный импульс напряжения суммарной величиной ЭДС самоиндукции и питающего напряжения источника электропитания 1, который поступает на анод 4 и через конденсатор-ограничитель напряжения 11 на поджигной электрод 8. В этих условиях вначале между поджигным электродом и катодом возникает вспомогательный разряд в газовой среде РТ, который, в свою очередь, инициирует возникновение основного разряда между анодом 4 и катодом 6. С этого момента электрореактивный плазменный двигатель 3 выходит на стационарный режим функционирования, который зависит от величин питающего напряжения источника электропитания и расхода РТ, подаваемого из системы хранения и подачи РТ 18 по анодной и катодной магистралям, каждая из которых содержит соответственно клапаны 19 и 20, и дозаторы расхода 21 и 22. Для ограничения ЭДС самоиндукции (напряжения) в случаях незапуска электрореактивного плазменного двигателя, между катодом и поджигным электродом установлен разделительный конденсатор 7.Upon receipt of a command to turn on the supply voltage from the power source 1 (constant voltage generator with limited discharge current - for example, SB) to the anode and cathode is performed through the power bus 2 by closing the power switch 9, while simultaneously supplying gaseous RT to the anode and the cathode by opening the corresponding valves 19 and 20. After a certain period of time necessary to fill the auxiliary gas breakdown RT between the cathode 6 and the ignition electrode Odom 8 and the main discharge gap between the cathode 6 and the anode 4, the trigger switch 10 is closed, the power supply operates in a current source mode. After the appearance of current in the electromagnetic coil 5 and, accordingly, charging of the inductor L 5 and subsequent achievement of the threshold current value, the start key 10 opens, which leads to the generation of an electromotive force (EMF) of self-induction in the electromagnetic coil 5. At the same time between the cathode 6 and With the ignition electrode 8, a high-voltage voltage pulse is formed with the total value of the self-induction EMF and the supply voltage of the power supply 1, which is supplied to the anode 4 and through the capacitor-voltage limiter 11 to annealed electrode 8. Under these conditions, first between the ignition electrode and the cathode there is an auxiliary discharge in the gas medium of the Republic of Tatarstan, which, in turn, initiates the appearance of a main discharge between the anode 4 and the cathode 6. From this moment, the electro-reactive plasma engine 3 enters the stationary mode of operation , which depends on the values of the supply voltage of the power source and the flow rate of the RT supplied from the storage and supply system of the RT 18 along the anode and cathode lines, each of which contains a corresponding but the valves 19 and 20 and flow metering devices 21 and 22. In order to limit the self-induction electromotive force (voltage) in case of not starting the engine and the electric plasma between the cathode and keeper electrode mounted decoupling capacitor 7.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, согласно изобретению по п.2, осуществляется при помощи соответствующего устройства следующим образом.The method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, according to the invention according to claim 2, is carried out using the corresponding device as follows.

При поступлении команды на включение подача питающего напряжения от источника электропитания 1 на анод 4 и катод 6, в цепи которого размещен термодроссель 15, выполняется через шины питания 2 замыканием электропитающего ключа 9. Одновременно с подачей питающего напряжения происходит подача газообразного РТ из системы хранения и подачи РТ 18, которое сначала проходит по участку общей магистрали, а затем расходится по анодной и катодной магистралям, соответственно. Рабочее тело вначале проходит через термодроссель 15, обеспечивающий суммарный расхода РТ в анод и катод, а затем через дозатор анодного расхода 21 и открытый клапан 19 попадает в анод, а через дозатор катодного расхода 22 и открытый клапан 20 подается в катод. Через определенный промежуток времени, необходимый для заполнения РТ вспомогательного пробойного газового промежутка между катодом 6 и поджигным электродом 8, и одновременно основного газового промежутка между катодом 6 и анодом 4, замыкается пусковой ключ 10, при этом источник электропитания 1 работает в режиме источника тока. После прохождения тока в электромагнитной катушке 5 и, соответственно, зарядки индуктора L5 и последующего достижения порогового значения тока пусковой ключ 10 размыкается, что приводит к генерации электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции в электромагнитной катушке 5. В этот же момент времени между катодом 6 и поджигным электродом 8 формируется высоковольтный импульс напряжения суммарной величиной ЭДС самоиндукции и питающего напряжения источника электропитания 1, который поступает на анод 4 и через конденсатор-ограничитель напряжения 11 на поджигной электрод 8. При таких условиях вначале между поджигным электродом и катодом возникает вспомогательный разряд в газовой среде РТ, который, в свою очередь, инициирует возникновение основного разряда между анодом 4 и катодом 6. С этого момента электрореактивный плазменный двигатель 3 выходит на стационарный режим функционирования, который зависит от величин питающего напряжения источника электропитания и расхода РТ, который задается нагретым термодросселем суммарного расхода в анод и катод 15. Для ограничения ЭДС самоиндукции в случаях незапуска электрореактивного плазменного двигателя между катодом и поджигным электродом предусмотрен разделительный конденсатор 7.Upon receipt of a command to turn on the supply voltage from the power source 1 to the anode 4 and the cathode 6, in the circuit of which the thermal reactor 15 is placed, is executed through the power bus 2 by closing the power switch 9. Simultaneously with the supply voltage, gaseous RT is supplied from the storage and supply system RT 18, which first passes through a section of the common highway, and then diverges along the anode and cathode lines, respectively. The working fluid first passes through a thermal reactor 15, which provides a total flow rate of PT to the anode and cathode, and then through the anode flow meter 21 and the open valve 19 enters the anode, and through the cathode flow meter 22 and the open valve 20 is fed to the cathode. After a certain period of time necessary to fill the auxiliary gas breakdown gas gap between the cathode 6 and the ignition electrode 8, and at the same time the main gas gap between the cathode 6 and the anode 4, the start key 10 closes, while the power supply 1 operates in the current source mode. After the passage of current in the electromagnetic coil 5 and, accordingly, charging of the inductor L 5 and the subsequent achievement of the threshold current value, the start key 10 opens, which leads to the generation of an electromotive force (EMF) of self-induction in the electromagnetic coil 5. At the same time between the cathode 6 and The ignition electrode 8 forms a high-voltage voltage pulse with the total value of the self-induction EMF and the supply voltage of the power supply 1, which is supplied to the anode 4 and through the capacitor-voltage limiter 11 n ignition electrode 8. Under these conditions, first between the ignition electrode and the cathode there is an auxiliary discharge in the gaseous medium of the Republic of Tatarstan, which, in turn, initiates the appearance of a main discharge between the anode 4 and the cathode 6. From this moment, the electroreactive plasma engine 3 enters the stationary mode of operation , which depends on the values of the supply voltage of the power source and the flow rate of the RT, which is set by the heated thermal reactor of the total flow rate to the anode and cathode 15. To limit the self-induction EMF in s In case of non-start of the electro-reactive plasma engine, a separation capacitor 7 is provided between the cathode and the ignition electrode.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.3 осуществляется при помощи соответствующего устройства в аналогичной последовательности, как представлено для способа согласно изобретения по п.2, и дополнительно тем, что при функционировании термодросселя 15, его допускаемые отклонения геометрических размеров при изготовлении учитывают дополнительно подключенным к нему шунтирующим устройством 16.The method of starting and powering an electro-reactive plasma engine according to the invention according to claim 3 is carried out using the corresponding device in the same sequence as presented for the method according to the invention according to claim 2, and additionally by the fact that during operation of the thermal reactor 15, its allowable deviations of geometric dimensions in the manufacture take into account additionally connected to it a shunt device 16.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.4 осуществляется при помощи соответствующего устройства в аналогичной последовательности, как представлено для способа согласно изобретения по п.3, и дополнительно тем, что управление шунтирующим устройством 16 осуществляется при помощи дополнительно подключенного к нему регулятором суммарного расхода 17.The method for starting and powering an electro-reactive plasma engine according to the invention according to claim 4 is carried out using the corresponding device in the same sequence as presented for the method according to the invention according to claim 3, and further, the shunt device 16 is controlled using an additional controller connected to it total consumption 17.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.5 осуществляется при помощи соответствующего устройства в аналогичной последовательности, как представлено для способа согласно изобретения по п.4, и дополнительно тем, что регулятором суммарного расхода 17 управляют по внешним командам.The method of starting and powering an electro-reactive plasma engine according to the invention according to claim 5 is carried out using the corresponding device in the same sequence as presented for the method according to the invention according to claim 4, and further, the total flow controller 17 is controlled by external commands.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.6 осуществляется при помощи соответствующего устройства в аналогичной последовательности, как представлено для способа согласно изобретения по п.4, и дополнительно тем, что регулятором суммарного расхода 17 управляют с помощью обратной связи по току разряда.The method of starting and powering an electro-jet plasma engine according to the invention according to claim 6 is carried out using the corresponding device in the same sequence as presented for the method according to the invention according to claim 4, and further, the total flow rate controller 17 is controlled by feedback on the discharge current .

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.7 осуществляется при помощи соответствующего устройства в аналогичной последовательности, как представлено для способа согласно изобретения по п.4, и дополнительно тем, что регулятором суммарного расхода 17 управляют с обратной связью по току и напряжению разряда.The method of starting and powering an electro-reactive plasma engine according to the invention according to claim 7 is carried out using the corresponding device in the same sequence as presented for the method according to the invention according to claim 4, and in addition, the total flow rate controller 17 is controlled with current and voltage feedback discharge.

По другому варианту способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.8 осуществляется при помощи соответствующего устройства следующим образом.In another embodiment, the method of starting and powering an electro-jet plasma engine according to the invention of claim 8 is carried out using the corresponding device as follows.

При поступлении команды на включение подача питающего напряжения от источника электропитания 1 на анод 4 и катод 6 выполняется через шины питания 2 путем замыкания электропитающего ключа 9, при этом одновременно производится подача газообразного РТ в анод и катод при помощи открытия соответствующих клапанов 19 и 20. При запуске электрореактивного плазменного двигателя подачу РТ предпочтительней производить в импульсном режиме, с последующим переходом в режим стационарного истечения РТ. Через определенный промежуток времени, необходимый для заполнения РТ вспомогательного пробойного газового промежутка между катодом 6 и поджигным электродом 8, и основного газового промежутка между катодом 6 и анодом 4, замыкается пусковой ключ 10, при этом источник электропитания работает в режиме источника тока. После появления тока в электромагнитных катушках 5а и 5б и одновременной зарядки их индукторов L5а, и L5б, и достижения порогового значения тока пусковой ключ 10 размыкается, что приводит к генерации электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции в электромагнитных катушках 5а и 5б и, соответственно, генерации высоковольтных импульсов напряжения. В такой электрической схеме более высоковольтный, но слаботочный импульс одновременно прилагается между анодом и катодом, а также между поджигным электродом и, через разделительный конденсатор 7, катодом. Менее высоковольтный, но сильноточный импульс напряжения оказывается приложенным между поджигным электродом и, через дополнительный разделительный конденсатор 12 и разделительный диод 13, катодом. При этом на выходе индуктора L5а высоковольтный импульс напряжения по величине превышает подобный импульс напряжения в общей точке электромагнитных катушек. Величина такого высоковольтного импульса напряжения определяется величиной ЭДС самоиндукции в катушках и величиной питающего напряжения источника электропитания 1, который поступает на анод 4 и, через конденсатор-ограничитель напряжения 11, на поджигной электрод 8. Сильноточная ступень образована от общей точки электромагнитных катушек и через дополнительный разделительный конденсатор 12 и разделительный диод 13 на поджигной электрод 8. При таких условиях высоковольтный импульс напряжения вначале инициирует слаботочный вспомогательный разряд в газовой среде РТ между поджигным электродом и катодом, который, в свою очередь, инициирует возникновение основного разряда между анодом 4 и катодом 6. После этого электрореактивный плазменный двигатель 3 начинает работать в стационарном режиме функционирования, который зависит от величин питающего напряжения источника электропитания и расхода РТ, подаваемого из системы хранения и подачи РТ 18 по анодной и катодной магистралям, каждая из которых содержит соответственно клапаны 19 и 20, и дозаторы расхода 21 и 22. Для ограничения напряжения в случаях незапуска электрореактивного плазменного двигателя, между катодом и поджигным электродом размещается разделительный конденсатор 7.When a command to turn on the supply of voltage from the power source 1 to the anode 4 and the cathode 6 is performed through the power bus 2 by closing the power switch 9, while simultaneously supplying gaseous RT to the anode and cathode by opening the corresponding valves 19 and 20. When when starting an electroreactive plasma engine, it is preferable to supply the RT in a pulsed mode, followed by a transition to the stationary expiration of the RT. After a certain period of time necessary to fill the auxiliary gas breakdown gas gap between the cathode 6 and the ignition electrode 8, and the main gas gap between the cathode 6 and the anode 4, the start key 10 closes, while the power source operates in the current source mode. After the appearance of current in the electromagnetic coils 5a and 5b and the simultaneous charging of their inductors L 5a and L 5b , and reaching the threshold value of the current, the start key 10 opens, which leads to the generation of an electromotive force (EMF) of self-induction in the electromagnetic coils 5a and 5b and, respectively generating high voltage voltage pulses. In such an electric circuit, a higher-voltage, but low-current pulse is simultaneously applied between the anode and cathode, as well as between the ignition electrode and, through the isolation capacitor 7, the cathode. A less high-voltage, but high-current voltage pulse is applied between the ignition electrode and, through an additional isolation capacitor 12 and isolation diode 13, the cathode. At the same time, at the output of the inductor L 5a, the high-voltage voltage pulse exceeds in magnitude a similar voltage pulse at the common point of the electromagnetic coils. The magnitude of such a high-voltage voltage pulse is determined by the magnitude of the self-induction EMF in the coils and the magnitude of the supply voltage of the power source 1, which is supplied to the anode 4 and, through the voltage capacitor-limiter 11, to the ignition electrode 8. A high-current stage is formed from the common point of the electromagnetic coils and through an additional dividing capacitor 12 and isolation diode 13 on the ignition electrode 8. Under such conditions, a high-voltage voltage pulse first initiates a low-current auxiliary a discharge in the gas medium of the RT between the ignition electrode and the cathode, which, in turn, initiates the appearance of a main discharge between the anode 4 and the cathode 6. After that, the electroreactive plasma engine 3 starts to operate in a stationary mode of operation, which depends on the supply voltage of the power source and RT flow rate supplied from the RT 18 storage and supply system along the anode and cathode highways, each of which contains valves 19 and 20, respectively, and flow rate dispensers 21 and 22. To limit voltage eniya in cases not starting the engine and the electric plasma between the cathode and keeper electrode placed capacitor 7.

Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя согласно изобретению по п.9 осуществляется при помощи соответствующего устройства следующим образом.The method of starting and powering an electro-jet plasma engine according to the invention according to claim 9 is carried out using the corresponding device as follows.

При поступлении команды на включение подача питающего напряжения от источника электропитания 1 на анод 4 и катод 6 выполняется через шины питания 2 путем замыкания электропитающего ключа 9. Одновременно с подачей питающего напряжения производится подача газообразного РТ, которое вначале проходит через дозатор суммарного расхода РТ 23, а затем расходясь, через дозатор анодного расхода 21 в анод, а через дозатор катодного расхода 22 в катод, при открытых соответствующих клапанах 19 и 20. Через промежуток времени, требуемый для заполнения РТ вспомогательного пробойного газового промежутка между катодом 6 и поджигным электродом 8, и одновременно с этим основного газового промежутка между катодом 6 и анодом 4, замыкается пусковой ключ 10, при этом источник электропитания работает в режиме источника тока. Кроме того, происходит разогрев катодного нагревателя 14, который служит для повышения эффективности процесса эмиссии и улучшения условий ионизации рабочего тела для возникновения вспомогательного разряда в катоде. А после прохождения тока в электромагнитной катушке 5 и, соответственно, зарядки индуктора L5 и достижения порогового значения тока, пусковой ключ 10 размыкается, что приводит к генерации электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции в электромагнитной катушке 5, вследствие чего между катодом 6 и поджигным электродом 8 формируется высоковольтный импульс напряжения суммарной величины - величины ЭДС самоиндукции и величины питающего напряжения источника электропитания 1, который поступает на анод 4 и, через конденсатор-ограничитель напряжения 11, на поджигной электрод 8. При таких условиях вначале между поджигным электродом и катодом возникает вспомогательный разряд в газовой среде РТ, который, в свою очередь, инициирует возникновение основного разряда между анодом 4 и катодом 6. После этого электрореактивный плазменный двигатель 3 начинает работать в стационарном режиме функционирования, который зависит от величин питающего напряжения источника электропитания и расхода РТ, подаваемого из системы хранения и подачи РТ 18 по анодной и катодной магистралям, каждая из которых содержит, соответственно, клапаны 19 и 20 и дозаторы расхода 21 и 22. Катод 6 после размыкания пускового ключа продолжает функционировать без помощи нагревателя 14 в режиме автоэмиссии. Для ограничения ЭДС самоиндукции, в случаях незапуска электрореактивного плазменного двигателя, между катодом и поджигным электродом установлен разделительный конденсатор 7.Upon receipt of a command to turn on, the supply voltage from the power source 1 to the anode 4 and the cathode 6 is performed through the power bus 2 by closing the power key 9. Simultaneously with the supply voltage, gaseous RT is supplied, which first passes through the total flow meter 23, and then diverging, through the dispenser of the anode flow rate 21 to the anode, and through the dispenser of the cathode flow rate 22 to the cathode, with the corresponding valves 19 and 20. open. After a period of time required to fill the PT, gatelnogo breakdown of the gas gap between the cathode 6 and the keeper electrode 8, and at the same time the main gas gap between the cathode 6 and the anode 4, the trigger switch 10 is closed, the power supply operates in a current source mode. In addition, the cathode heater 14 is heated, which serves to increase the efficiency of the emission process and improve the ionization conditions of the working fluid for the occurrence of an auxiliary discharge in the cathode. And after the passage of current in the electromagnetic coil 5 and, accordingly, charging the inductor L 5 and reaching the threshold value of the current, the start key 10 opens, which leads to the generation of an electromotive force (EMF) of self-induction in the electromagnetic coil 5, as a result of which between the cathode 6 and the ignition electrode 8, a high-voltage voltage pulse of the total value is formed - the self-induction EMF and the supply voltage of the power supply 1, which is supplied to the anode 4 and, through the capacitor-voltage limiter 11, n ignition electrode 8. Under such conditions, first between the ignition electrode and the cathode, an auxiliary discharge occurs in the gas medium of the Republic of Tatarstan, which, in turn, initiates the appearance of a main discharge between the anode 4 and the cathode 6. After that, the electroreactive plasma engine 3 starts to operate in a stationary mode of operation , which depends on the values of the supply voltage of the power source and the flow rate of the RT supplied from the storage and supply of the RT 18 along the anode and cathode lines, each of which contains, accordingly, valves 19 and 20 and flow metering devices 21 and 22. The cathode 6, after opening the start key, continues to operate without the aid of heater 14 in the auto-emission mode. To limit the EMF of self-induction, in cases of non-start of the electroreactive plasma engine, a separation capacitor 7 is installed between the cathode and the ignition electrode.

Промышленная реализуемость предложенных изобретений экспериментально подтверждена серией модельных экспериментов, продемонстрировавших для применения в составе мини-ЭРДУ приемлемую работоспособность электрореактивного плазменного двигателя на малой мощности 100-200 Вт, обеспечиваемой непосредственно секцией солнечной батареи с параметрами: IКЗ=2-3 А и UСБ=90-250 В с учетом факторов деградации и колебаний температуры СБ при ее эксплуатации [Поляков С.А. "Выбор режима работы солнечных батарей". Электронные и электромеханические системы и устройства: Сборник научных трудов. Новосибирск, "Наука", 2007, с.51].The industrial feasibility of the proposed inventions has been experimentally confirmed by a series of model experiments that have demonstrated, for use in the mini-electric propulsion system, the acceptable performance of an electroreactive plasma engine at low power of 100-200 W, provided directly by the solar panel section with parameters: I KZ = 2-3 A and U SB = 90-250 V, taking into account the degradation factors and temperature fluctuations of the SB during its operation [S. Polyakov "Selecting a solar mode." Electronic and electromechanical systems and devices: Collection of scientific papers. Novosibirsk, "Science", 2007, p.51].

Область применения предложенных мини-ЭРДУ не ограничивается только разработкой новых малых КА. Они также перспективны и в случаях, когда необходима замена ЖРДУ, например, работающих на экологически вредных токсичных видах топлива. При этом процесс интеграции на ранее разработанные КА не требует значительных изменений конструкции КА с ЖРДУ. Затраты при этом будут минимальны вследствие того, что такого рода интеграция будет локальной и автономной, так как интеграция такой мини-ЭРДУ с электрореактивными плазменными двигателями будет проводиться путем подключения к уже имеющимся на борту КА системам электропитания и управления двигательных установок (ДУ).The scope of the proposed mini-electric propulsion systems is not limited to the development of new small spacecraft. They are also promising in cases where it is necessary to replace liquid propellant rocket engines, for example, those working on environmentally harmful toxic fuels. Moreover, the integration process on previously developed spacecraft does not require significant changes in the design of the spacecraft with rocket engines. In this case, the costs will be minimal due to the fact that this kind of integration will be local and autonomous, since the integration of such a mini-electric propulsion system with plasma jet engines will be carried out by connecting to the power supply and control systems of propulsion systems (RC) already on board the spacecraft.

А в случаях необходимости увеличения удельного импульса в составе ЭРДУ возможно применение относительно простых нестабилизированных вторичных источников питания с подключением их непосредственно к СБ.And in cases where it is necessary to increase the specific impulse in the composition of the electric propulsion system, it is possible to use relatively simple unstabilized secondary power sources with connecting them directly to the SB.

Claims (18)

1. Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающий замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и создание тока по меньшей мере в одной электромагнитной катушке электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтного импульса напряжения между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, отличающийся тем, что при подаче питающего напряжения его высоковольтный импульс одновременно прилагают между анодом и катодом, а также через разделительный конденсатор, между поджигным электродом и катодом, а электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа.1. A method of starting and powering an electro-reactive plasma engine, including shorting the power key and supplying voltage from the power source to the anode and cathode, shorting the start key and generating current in at least one electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine and connected in series to the electric motor circuit windings of electrovalves for supplying a working fluid to the anode and cathode, time delay and subsequent opening of the start key, formation of high voltage pulse voltage between the cathode and the ignition electrode, and ignition of a starting discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and cathode, characterized in that when a supply voltage is applied, its high voltage pulse is simultaneously applied between the anode and cathode, and through a separation capacitor, between the ignition electrode and the cathode, and the electromagnetic coil is additionally used as an inductor and the start key is closed by timing its charging name, which is taken into account in the time delay before opening the start key. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подаче питающего напряжения одновременно с катодом и электроклапанами запитывают термодроссель, которым при работе дозируют суммарный расход рабочего тела в анод и катод.2. The method according to claim 1, characterized in that when the supply voltage is applied simultaneously with the cathode and the electrovalves, the thermo-throttle is energized, which during operation measures the total consumption of the working fluid in the anode and cathode. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что допускаемые отклонения геометрических размеров при изготовлении термодросселя учитывают шунтирующим устройством, подключенным параллельно термодросселю.3. The method according to claim 2, characterized in that the permissible deviations of the geometric dimensions in the manufacture of the thermal reactor are taken into account by a shunt device connected in parallel with the thermal reactor. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что шунтирующим устройством управляют регулятором суммарного расхода, подключенным параллельно шунтирующему устройству.4. The method according to claim 3, characterized in that the shunt device control the total flow controller connected in parallel with the shunt device. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что регулятором суммарного расхода управляют по внешним командам.5. The method according to claim 4, characterized in that the total flow controller is controlled by external commands. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что регулятором суммарного расхода управляют с обратной связью по току разряда.6. The method according to claim 4, characterized in that the total flow rate controller is controlled with feedback on the discharge current. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что регулятором суммарного расхода управляют с обратной связью по току и напряжению разряда.7. The method according to claim 4, characterized in that the total flow rate controller is controlled with feedback on current and discharge voltage. 8. Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающий замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и создание тока по меньшей мере в двух электромагнитных катушках с их общей точкой электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтных импульсов напряжения между анодом и катодом, между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, отличающийся тем, что при подаче питающего напряжения более высоковольтный, но слаботочный импульс одновременно прилагают между анодом и катодом, а также между поджигным электродом и, через разделительный конденсатор, катодом, а менее высоковольтный, но сильноточный импульс прилагают между поджигным электродом и, через дополнительный разделительный конденсатор и разделительный диод, катодом, при этом более отдаленную от анода электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа, причем сформированный высоковольтный импульс на выходе близлежащей к аноду электромагнитной катушки больше импульса в их общей точке.8. A method for starting and powering an electro-reactive plasma engine, including shorting the power key and supplying voltage from the power source to the anode and cathode, shorting the start key and generating current in at least two electromagnetic coils with a common point of the electro-reactive plasma engine and connected in series in the electric circuit of the engine, the windings of the electrovalves supplying the working fluid to the anode and cathode, a time delay and the subsequent opening of the start key, the generation of high voltage voltage pulses between the anode and cathode, between the cathode and the ignition electrode, and ignition of a starting discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and the cathode, characterized in that when the supply voltage is applied, a higher voltage but low current pulse simultaneously applied between the anode and cathode, as well as between the ignition electrode and, through the isolation capacitor, the cathode, and a less high-voltage, but high-current pulse is applied m I am waiting for the ignition electrode and, through an additional isolation capacitor and an isolation diode, a cathode, while the electromagnetic coil more distant from the anode is additionally used as an inductor and the starting key is closed for its charging time, which is taken into account in the time delay before opening the starting key, and The high-voltage pulse at the output of the electromagnetic coil adjacent to the anode is larger than the pulse at their common point. 9. Способ запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, включающий замыкание электропитающего ключа и подачу питающего напряжения от источника электропитания на анод и катод, замыкание пускового ключа и одновременное создание тока по меньшей мере в одной электромагнитной катушке электрореактивного плазменного двигателя и в подключенных последовательно в электрическую цепь двигателя обмотках электроклапанов подачи рабочего тела в анод и катод, а также разогрев нагревателя катода, временную задержку и последующее размыкание пускового ключа, формирование высоковольтного импульса напряжения между катодом и поджигным электродом, и зажигание пускового разряда между поджигным электродом и катодом, который затем инициирует зажигание основного разряда между анодом и катодом, отличающийся тем, что при подаче питающего напряжения его одновременно прилагают между анодом и катодом, а также между поджигным электродом и, через разделительный конденсатор и нагреватель, катодом, при этом электромагнитную катушку дополнительно используют в качестве индуктора и замыкание пускового ключа выполняют на время его зарядки через нагреватель, которое учитывают во временной задержке перед размыканием пускового ключа.9. A method for starting and powering an electro-reactive plasma engine, including shorting the power key and supplying voltage from the power source to the anode and cathode, shorting the start key and simultaneously generating current in at least one electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine and connected in series to the electrical circuit the motor windings of the electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, as well as heating the cathode heater, a time delay and subsequent e opening the starter key, generating a high voltage voltage pulse between the cathode and the ignition electrode, and igniting a trigger discharge between the ignition electrode and the cathode, which then initiates ignition of the main discharge between the anode and cathode, characterized in that when applying a supply voltage it is simultaneously applied between the anode and the cathode, as well as between the ignition electrode and, through the isolation capacitor and the heater, the cathode, while the electromagnetic coil is additionally used as an inductor the torus and the closure of the start key is performed while it is charging through the heater, which is taken into account in the time delay before opening the start key. 10. Устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащее источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания, и, через разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, размещенный на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых подключены последовательно в электрическую цепь двигателя, отличающееся тем, что пусковой ключ соединен с общей точкой анода и электромагнитной катушки электрореактивного плазменного двигателя, а поджигной электрод соединен с анодом и между ними введен конденсатор-ограничитель напряжения.10. A device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, comprising a power source with power lines, an electro-reactive plasma engine containing an anode that is connected to a positive power line of the power source through at least one electromagnetic coil, at least one cathode that is connected to the negative power supply bus, and, through an isolation capacitor, with a firing electrode, an electrical power switch located on one of the power buses, a fast key, which is connected between the anode and cathode circuits, and electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected in series to the electric circuit of the engine, characterized in that the starting key is connected to a common point of the anode and the electromagnetic coil of the electro-reactive plasma engine, and by ignition the electrode is connected to the anode and a capacitor-voltage limiter is introduced between them. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что последовательным подсоединением в катодную цепь дополнительно введен термодроссель.11. The device according to claim 10, characterized in that a thermal reactor is additionally introduced in series connection to the cathode circuit. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что параллельным подсоединением к термодросселю дополнительно введено шунтирующее устройство.12. The device according to claim 11, characterized in that a bypass device is additionally introduced in parallel connection to the thermal inductor. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что параллельно к шунтирующему устройству дополнительно подсоединен регулятор суммарного расхода.13. The device according to p. 12, characterized in that in parallel to the shunt device, a total flow controller is additionally connected. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что параллельно к шунтирующему устройству дополнительно подсоединен регулятор суммарного расхода с управлением по внешним командам.14. The device according to item 13, wherein the parallel to the shunt device is additionally connected to the controller of the total flow with control by external commands. 15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что параллельно к шунтирующему устройству дополнительно подсоединен регулятор суммарного расхода с обратной связью по току разряда.15. The device according to item 13, wherein the parallel to the shunt device is additionally connected to the controller of the total flow rate with feedback on the discharge current. 16. Устройство по п.13, отличающееся тем, параллельно к шунтирующему устройству дополнительно подсоединен регулятор суммарного расхода с обратной связью по току и напряжению разряда.16. The device according to item 13, wherein the parallel to the shunt device is additionally connected to the controller of the total flow with feedback on current and discharge voltage. 17. Устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащее источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере две электромагнитные катушки с общей точкой, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания, и, через разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, который размещен на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых последовательно подключены в электрическую цепь двигателя, отличающееся тем, что поджигной электрод соединен с анодом, а между ними размещен конденсатор-ограничитель напряжения, пусковой ключ и поджигной электрод соединены с общей точкой электромагнитных катушек электрореактивного плазменного двигателя, при этом между поджигным электродом и общей точкой электромагнитных катушек введены дополнительный разделительный конденсатор и разделительный диод.17. A device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, comprising a power source with power lines, an electro-reactive plasma engine containing an anode that is connected to a positive power line of the power source through at least two electromagnetic coils with a common point, at least one cathode, which connected to the negative power bus of the power source, and, through the isolation capacitor, with the ignition electrode, the power key, which is placed on one one of the power buses, a starting key, which is connected between the anode and cathode circuits, and electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected in series to the electric circuit of the engine, characterized in that the ignition electrode is connected to the anode and a capacitor is placed between them a voltage limiter, a start key and an ignition electrode are connected to a common point of the electromagnetic coils of the electro-reactive plasma engine, while between the ignition electrode and the common point of the electromagnetic coils an additional isolation capacitor and an isolation diode are provided. 18. Устройство запуска и электропитания электрореактивного плазменного двигателя, содержащее источник электропитания с шинами питания, электрореактивный плазменный двигатель, содержащий анод, который соединен с положительной шиной питания источника электропитания через по меньшей мере одну электромагнитную катушку, по меньшей мере один катод, который соединен с отрицательной шиной питания источника электропитания, и, через нагреватель и разделительный конденсатор, с поджигным электродом, электропитающий ключ, размещенный на одной из шин питания, пусковой ключ, который подключен между анодной и, через нагреватель, катодной цепями, и электроклапаны подачи рабочего тела в анод и катод, обмотки которых подключены в электрическую цепь двигателя, отличающееся тем, что пусковой ключ соединен с общей точкой анода и электромагнитной катушки электрореактивного плазменного двигателя, а поджигной электрод соединен с анодом и между ними расположен конденсатор-ограничитель напряжения. 18. A device for starting and powering an electro-reactive plasma engine, comprising a power source with power lines, an electro-reactive plasma engine containing an anode that is connected to a positive power line of the power source through at least one electromagnetic coil, at least one cathode that is connected to the negative the power supply bus, and, through the heater and the isolation capacitor, with the ignition electrode, the power key, located on one and power bus, a start key that is connected between the anode and, through the heater, the cathode circuits, and the electrovalves for supplying the working fluid to the anode and cathode, the windings of which are connected to the electric circuit of the engine, characterized in that the start key is connected to a common point of the anode and the electromagnetic coil an electroreactive plasma engine, and the ignition electrode is connected to the anode and a capacitor-voltage limiter is located between them.
RU2008112026/06A 2008-03-28 2008-03-28 Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions) RU2366123C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112026/06A RU2366123C1 (en) 2008-03-28 2008-03-28 Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112026/06A RU2366123C1 (en) 2008-03-28 2008-03-28 Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366123C1 true RU2366123C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41150066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112026/06A RU2366123C1 (en) 2008-03-28 2008-03-28 Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366123C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549318C2 (en) * 2013-04-15 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Power supply and control method for spacecraft correction system
RU2572471C2 (en) * 2014-03-14 2016-01-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Stationary plasma engine starting process
RU2647749C2 (en) * 2016-05-20 2018-03-19 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for controlling a stationary plasma engine
CN109378798A (en) * 2018-12-11 2019-02-22 西安交通大学 Transformer neutral point DC isolation device based on jet plasma trigger switch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549318C2 (en) * 2013-04-15 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Power supply and control method for spacecraft correction system
RU2572471C2 (en) * 2014-03-14 2016-01-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Stationary plasma engine starting process
RU2647749C2 (en) * 2016-05-20 2018-03-19 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for controlling a stationary plasma engine
CN109378798A (en) * 2018-12-11 2019-02-22 西安交通大学 Transformer neutral point DC isolation device based on jet plasma trigger switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McNab Large-scale pulsed power opportunities and challenges
US9373963B2 (en) Energy transfer and storage apparatus for delivery of pulsed power
McNab Pulsed power options for large EM launchers
CN106828982B (en) A kind of cold air and ion hybrid propulsion system
US7095181B2 (en) Method and apparatus for controllably generating sparks in an ignition system or the like
RU2366123C1 (en) Method of launch and power supply of electrojet plasma engine (versions) and device for its implementation (versions)
CN106208071B (en) Hybrid AC and DC distribution system and method of use
CN106640568A (en) Bipolar solid ablation type plasma accelerator
US20200395764A1 (en) Power transfer system with multiple energy storage modules
JPH11236871A (en) Drive circuit of electric propulsion thruster
US6670777B1 (en) Ignition system and method
US20190199094A1 (en) System and method for modulating high power in a submersible energy storage vessel utilizing high voltage dc transmission
US6031334A (en) Method and apparatus for selectively distributing power in a thruster system
Malone et al. Deep space power processing unit for the psyche Mission
US20240318820A1 (en) Electric propulsion system including heaterless dispenser cathode
US6771519B2 (en) Method and apparatus for generating high voltage
JP2015176868A (en) ignition exciter discharge switch
US20140375066A1 (en) Combustion and emergency start controlling device having auxiliary power source and system thereof
US9032857B2 (en) Electromagnetic rail launchers and associated projectile-launching method
Beattie et al. Xenon ion propulsion subsystem
US11815074B1 (en) Scalable power processing units for hall-effect thruster propulsion systems and terrestrial systems
US4986160A (en) Burst firing electromagnetic launcher utilizing variable inductance coils
US9593660B2 (en) Method and apparatus of charging an engine ignition system
US10590887B2 (en) Spark exciter operational unit
Piñero et al. Performance of a high-fidelity 4kW-class engineering model PPU and integration with HiVHAc system

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210506