RU2516011C1 - Eroding pulse plasma accelerator - Google Patents
Eroding pulse plasma accelerator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516011C1 RU2516011C1 RU2012147328/07A RU2012147328A RU2516011C1 RU 2516011 C1 RU2516011 C1 RU 2516011C1 RU 2012147328/07 A RU2012147328/07 A RU 2012147328/07A RU 2012147328 A RU2012147328 A RU 2012147328A RU 2516011 C1 RU2516011 C1 RU 2516011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- discharge channel
- electrodes
- dielectric
- checkers
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к плазменной технике и к плазменным технологиями, в частности к импульсным плазменным ускорителям, которые могут использоваться для создания реактивной тяги, например, в качестве электроракетных двигателей космических аппаратов, а также для генерации высокоскоростных плазменных потоков при проведении экспериментальных исследований и модельных испытаний. Кроме того, изобретение может применяться для осуществления различного рода технологических операций, связанных с обработкой изделий и модификацией свойств материалов.The invention relates to plasma technology and plasma technologies, in particular to pulsed plasma accelerators that can be used to create jet thrust, for example, as electric rocket engines of spacecraft, as well as to generate high-speed plasma flows during experimental studies and model tests. In addition, the invention can be used to carry out various kinds of technological operations related to the processing of products and modification of material properties.
В эрозионных импульсных плазменных ускорителях (ЭИПУ) используется твердое рабочее вещество в виде диэлектрических шашек, выполненных из абляционного материала, в частности из фторопласта Ускорение плазмы с помощью ЭИПУ осуществляется следующим образом. Первоначально производится электрический пробой межэлектродного промежутка, затем зажигается основной электрический разряд между электродами. За счет выделяющейся в дуговом разряде энергии происходит эрозия (абляция) и испарение рабочего вещества с рабочих поверхностей диэлектрических шашек, ионизация рабочего вещества и ускорение ионизованного газа. Электрический разряд в ЭИПУ носит кратковременный характер: длительность разряда составляет от 1 до 100 мкс. ЭИПУ широко применяются в качестве исполнительных органов систем управления космических летательных аппаратов, а также в импульсных инжекторах низкотемпературной плазмы.In erosion pulsed plasma accelerators (EITS), a solid working substance is used in the form of dielectric checkers made of ablative material, in particular fluoroplastic. Plasma is accelerated using an EITP as follows. Initially, an electrical breakdown of the interelectrode gap is made, then the main electrical discharge between the electrodes is ignited. Due to the energy released in the arc discharge, erosion (ablation) and evaporation of the working substance from the working surfaces of the dielectric checkers, ionization of the working substance and acceleration of the ionized gas occur. The electric discharge in the EITP is of a short-term nature: the discharge duration is from 1 to 100 μs. EIPUs are widely used as executive bodies of spacecraft control systems, as well as in pulsed injectors of low-temperature plasma.
Известны различные варианты конструкции ЭИПУ, принцип работы которых основан на абляции (эрозии) твердого диэлектрического материала под действием энергии, выделяющейся в результате генерации импульсного электрического разряда в межэлектродном промежутке. Так, например, в патенте US 6373023 B1 (опубликован 16.04.2002) описана конструкция ЭИПУ, с помощью которого осуществляется ускорение потока плазмы. Разрядный канал ускорителя образован двумя параллельно расположенными плоскими электродами и торцевой поверхностью диэлектрической шашки, выполненной из абляционного материала. В процессе работы ЭИПУ осуществляется инициация электрического разряда между анодом и катодом с помощью термоэмиттера электронов, установленного в отверстии катода напротив анода. После электрического пробоя межэлектродного промежутка происходит испарение и ионизация рабочего вещества и последующее ускорение образованного плазменного сгустка в ускорительном канале под действием электромагнитных сил. По мере расходования абляционного рабочего материала при его испарении производится подача диэлектрической шашки вдоль ускорительного канала в направлении к его выходному отверстию разрядного канала.There are various design options for EITP, the principle of which is based on the ablation (erosion) of a solid dielectric material under the action of energy released as a result of the generation of a pulsed electric discharge in the interelectrode gap. So, for example, in the patent US 6373023 B1 (published 04.16.2002) describes the design of the EITP, with which the plasma flow is accelerated. The discharge channel of the accelerator is formed by two parallel flat electrodes and the end surface of a dielectric block made of ablative material. During the operation of the EITC, an electric discharge is initiated between the anode and the cathode using a thermionic emitter of electrons installed in the cathode hole opposite the anode. After the electrical breakdown of the interelectrode gap, the working substance is evaporated and ionized and the resulting plasma bunch is accelerated in the accelerator channel under the influence of electromagnetic forces. As the ablative working material is consumed during its evaporation, the dielectric block is fed along the accelerating channel in the direction to its outlet of the discharge channel.
В патенте RU 2143586 C1 (опубликован 27.12.1999) раскрыта конструкция ЭИПУ, который содержит плоские разрядные электроды (катод и анод), соединенные через омическую и индуктивную нагрузку с емкостным накопителем энергии. Устройство включает в свой состав торцевой керамический изолятор, разделяющий разрядные электроды, и диэлектрические шашки, выполненные из абляционного материала. Диэлектрические шашки устанавливаются между разрядными электродами. Накопитель энергии подключен к разрядным электродам через тонкие медные шины (токоподводы). Стенки разрядного канала образованы поверхностями электродов, торцевого изолятора и диэлектрических шашек. Устройство инициирования разряда (игнайтер) помещено в углублении, образованном в торцевом изоляторе. Диэлектрические шашки выполнены с возможностью перемещения в направлении к срединной линии разрядного канала с помощью специального средства перемещения (пружинного толкателя). Перемещение диэлектрических Шашек осуществляется до упора в фиксатор, который имеет форму выступа на поверхности одного из электродов.In the patent RU 2143586 C1 (published on December 27, 1999), an EITP design is disclosed, which contains flat discharge electrodes (cathode and anode) connected through an ohmic and inductive load to a capacitive energy storage device. The device includes a ceramic end insulator separating the discharge electrodes and dielectric checkers made of ablative material. Dielectric checkers are installed between the discharge electrodes. The energy storage device is connected to the discharge electrodes through thin copper buses (current leads). The walls of the discharge channel are formed by the surfaces of the electrodes, end insulator, and dielectric checkers. A discharge initiating device (igniter) is placed in a recess formed in the end insulator. The dielectric checkers are made with the possibility of moving towards the midline of the discharge channel using a special means of movement (spring pusher). The movement of dielectric Checkers is carried out to the stop in the latch, which has the form of a protrusion on the surface of one of the electrodes.
При включении ускорителя осуществляется подача напряжения от емкостного накопителя энергии на разрядные электроды. После этого осуществляется периодическое формирование устойчивого плазменного сгустка в форме шнура (токового жгута) в области углубления торцевого изолятора, т.е. на входе в разрядный (ускорительный) канал. Предварительное формирование стабильной токовой перемычки перед диэлектрическими шашками позволяет снизить вероятность образования углеродной пленки на поверхности испаряемого материала и за счет этого уменьшить неравномерность его испарения. В результате пробоя между электродами устройства инициации разряда образуется плазменный сгусток, заполняющий межэлектродный зазор разрядного канала. Следует отметить, что разрядные электроды в процессе пробоя находятся под «ждущим» потенциалом за счет предварительной подачи на них напряжения с емкостного накопителя энергии.When the accelerator is turned on, voltage is supplied from the capacitive energy storage device to the discharge electrodes. After this, a stable plasma clot is formed periodically in the form of a cord (current bundle) in the region of the recess of the end insulator, i.e. at the entrance to the discharge (accelerator) channel. The preliminary formation of a stable current bridge in front of the dielectric checkers makes it possible to reduce the likelihood of a carbon film forming on the surface of the evaporated material and thereby reduce the unevenness of its evaporation. As a result of the breakdown between the electrodes of the discharge initiation device, a plasma bunch forms, filling the interelectrode gap of the discharge channel. It should be noted that the discharge electrodes in the process of breakdown are under the “waiting” potential due to the preliminary supply of voltage to them from the capacitive energy storage device.
После замыкания разрядных электродов плазменной перемычкой осуществляется пробой основного межэлектродного промежутка. В результате в разрядном канале формируется электрический разряд дугового типа. Под действием энергии, выделяющейся в разряде, происходит испарение рабочего диэлектрического материала и ускорение образовавшегося плазменного сгустка под действием электромагнитных сил и газодинамического давления.After the discharge electrodes are closed with a plasma jumper, the main interelectrode gap is broken. As a result, an arc type electric discharge is formed in the discharge channel. Under the action of the energy released in the discharge, the working dielectric material evaporates and the formed plasma bunch accelerates under the influence of electromagnetic forces and gas-dynamic pressure.
Следует отметить, что решение проблемы генерации устойчивого плазменного шнура на начальном участке разрядного канала не позволяет полностью исключить осаждение углеродной пленки на рабочих поверхностях диэлектрических шашек. Неравномерность выработки рабочего вещества наблюдается также и при использовании керамического торцевого изолятора с углублением, в котором размещается устройство инициации разряда. При работе ЭИПУ не исключено образование углеродной пленки на рабочих поверхностях диэлектрических шашек из-за нестабильности пространственного положения канала инициирующего разряда. Вследствие этого, при использовании известного устройства-аналога, увеличение скорости истечения генерируемого плазменного потока возможно только за счет увеличения энергии, подводимой к разряду, что приводит к снижению тяговой эффективности ускорителя.It should be noted that the solution to the problem of generating a stable plasma cord in the initial portion of the discharge channel does not completely eliminate the deposition of the carbon film on the working surfaces of the dielectric checkers. Uneven production of the working substance is also observed when using a ceramic end insulator with a recess in which the discharge initiation device is located. During the operation of the EITP, the formation of a carbon film on the working surfaces of dielectric checkers is not ruled out due to the instability of the spatial position of the channel of the initiating discharge. As a result, when using the known analog device, an increase in the outflow velocity of the generated plasma stream is possible only by increasing the energy supplied to the discharge, which leads to a decrease in the traction efficiency of the accelerator.
Наиболее близкий аналог изобретения описан в патенте RU 2253953 C1 (опубликован 10.06.2005). Известный ЭИПУ включает в свой состав два плоских электрода, между которыми установлены диэлектрические шашки, выполненные из абляционного материала, и разделительный торцевой изолятор, устройство инициации разряда и накопитель энергии, соединенный через токоподводы с электродами. При работе ускорителя первоначально подается напряжение на разрядные электроды и затем периодически производится зажигание электрического разряда между разрядными электродами с помощью устройства инициации разряда. В процессе работы ускорителя осуществляется перемещение диэлектрических шашек в полость разрядного канала ЭИПУ по мере испарения абляционного материала с рабочих поверхностей шашек. В процессе работы ЭИПУ в разрядном канале зажигают и поддерживают квазиапериодические импульсные разряды при величине разрядного напряжения не менее 1000 В, при этом обеспечивается условие согласования параметров внешней и внутренней электрической цепи плазменного ускорителя.The closest analogue of the invention is described in patent RU 2253953 C1 (published on 10.06.2005). The well-known EITP includes two flat electrodes, between which dielectric blocks made of ablative material are installed, and a separation end insulator, a discharge initiation device and an energy storage device connected through current leads to the electrodes. When the accelerator is operating, voltage is initially applied to the discharge electrodes and then the electric discharge between the discharge electrodes is periodically ignited using the discharge initiation device. In the process of operation of the accelerator, the dielectric checkers are moved into the cavity of the EIPU discharge channel as the ablation material evaporates from the working surfaces of the checkers. During the operation of the EITP in the discharge channel, quasi-periodic pulsed discharges are ignited and maintained at a discharge voltage of at least 1000 V, while the condition for matching the parameters of the external and internal electric circuits of the plasma accelerator is ensured.
Однако, несмотря на синхронизацию процессов испарения рабочего вещества и ускорения плазменного сгустка, между рабочей поверхностью торцевого изолятора и токовым жгутом образуется пространственная зона, в которой возможно осаждение углерода из плазмы на рабочие поверхности диэлектрических шашек. Данное явление характерно для всех известных конструкций ЭИПУ. Осаждение из продуктов термического разложения фторопласта углеродной пленки на недостаточно нагретые поверхности диэлектрических шашек связано с тем, что теплота испарения углерода существенно выше теплоты испарения фторопласта. В результате углерод осаждается на участках поверхности, удаленных от инициируемого токового жгута, т.е. на менее нагретых участках по сравнению с участками поверхности, непосредственно контактирующих с плазменным сгустком.However, despite the synchronization of the processes of evaporation of the working substance and acceleration of the plasma bunch, a spatial zone is formed between the working surface of the end insulator and the current bundle, in which carbon can be deposited from plasma on the working surfaces of dielectric checkers. This phenomenon is characteristic of all known EIPU designs. The deposition of carbon film from the thermal decomposition products of fluoroplastic onto insufficiently heated surfaces of dielectric blocks is due to the fact that the heat of vaporization of carbon is significantly higher than the heat of vaporization of the fluoroplastic. As a result, carbon is deposited on surface areas remote from the initiated current bundle, i.e. in less heated areas compared to surface areas directly in contact with the plasma clot.
Образование углеродной пленки на рабочей поверхности диэлектрических шашек приводит к существенному уменьшению площади поверхности, с которой происходит испарение рабочего вещества (фторопласта). В результате данного явления происходит снижение расхода рабочего вещества и падение тяги, создаваемой ЭИПУ. Кроме того, из-за образования на рабочей поверхности диэлектрических шашек углеродной пленки происходит неравномерная выработка рабочего вещества, что приводит к снижению подачи газообразного рабочего вещества в разрядный канал. В результате снижается тяговая эффективность и ресурса ЭИПУ.The formation of a carbon film on the working surface of dielectric checkers leads to a significant decrease in the surface area from which the working substance (fluoroplastic) evaporates. As a result of this phenomenon, there is a decrease in the consumption of the working substance and a drop in traction created by the EITP. In addition, due to the formation on the working surface of the dielectric checkers of the carbon film, uneven production of the working substance occurs, which leads to a decrease in the supply of the gaseous working substance to the discharge channel. As a result, the traction efficiency and resource of EIPU are reduced.
Изобретение направлено на предотвращение образования углеродной пленки на рабочих поверхностях диэлектрических шашек за счет исключения в разрядном канале свободных от электрического разряда пространственных зон, расположенных между рабочей поверхностью торцевого изолятора и инициируемым токовым жгутом. Решение данной технической задачи позволяет увеличить ресурс, повысить надежность, тяговую эффективность, эффективность использования рабочего вещества и стабильность тяговых характеристик ЭИПУ за счет равномерного испарения рабочего вещества с рабочей поверхности диэлектрических шашек в течение срока эксплуатации устройства.The invention is aimed at preventing the formation of a carbon film on the working surfaces of dielectric blocks by eliminating in the discharge channel free from electrical discharge spatial zones located between the working surface of the end insulator and the initiated current bundle. The solution to this technical problem allows you to increase the resource, increase reliability, traction efficiency, efficiency of use of the working substance and the stability of the traction characteristics of the EIPU due to the uniform evaporation of the working substance from the working surface of the dielectric checkers during the life of the device.
Достижение указанных выше технических результатов обеспечивается при использовании ЭИПУ, включающего в свой состав два разрядных электрода, имеющих плоскую форму. Один из электродов служит катодом, а второй - анодом. ЭИПУ включает также в свой состав две диэлектрические шашки, выполненные из абляционного материала. Шашки симметрично установлены между разрядными электродами. Устройство содержит средство перемещения диэлектрических шашек, фиксатор положения диэлектрических шашек, торцевой изолятор, установленный между электродами в области размещения диэлектрических шашек, и устройство инициирования электрического разряда с электродами, расположенными в отверстии, выполненном в катоде. Система электропитания включает в свой состав емкостный накопитель энергии и токоподводы, соединяющие накопитель энергии с разрядными электродами.The achievement of the above technical results is achieved by using an EITP, which includes two discharge electrodes having a flat shape. One of the electrodes serves as the cathode, and the second as the anode. EIPU also includes two dielectric checkers made of ablative material. Checkers are symmetrically installed between the discharge electrodes. The device comprises means for moving dielectric checkers, a fixator for the position of dielectric checkers, an end insulator installed between the electrodes in the region where the dielectric checkers are placed, and an electric discharge initiating device with electrodes located in the hole made in the cathode. The power supply system includes a capacitive energy storage device and current leads connecting the energy storage device to the discharge electrodes.
Разрядный канал ускорителя образован поверхностями разрядных электродов, торцевого изолятора и торцевых частей диэлектрических шашек и выполнен с двумя взаимно перпендикулярными срединными плоскостями. Разрядные электроды установлены симметрично относительно первой срединной плоскости разрядного канала, а диэлектрические шашки - симметрично относительно второй срединной плоскости разрядного канала. Торцевой изолятор расположен в ускорительном канале таким образом, что касательная к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала.The discharge channel of the accelerator is formed by the surfaces of the discharge electrodes, the end insulator, and the end parts of the dielectric checkers and is made with two mutually perpendicular median planes. The discharge electrodes are mounted symmetrically with respect to the first median plane of the discharge channel, and the dielectric checkers are installed symmetrically with respect to the second median plane of the discharge channel. The end insulator is located in the accelerating channel so that the tangent to the surface of the end insulator facing the discharge channel is directed at an angle of 87 ° to 45 ° relative to the first median plane of the discharge channel.
Технические результаты обеспечиваются за счет того, что поверхность торцевого изолятора, обращенная в сторону разрядного канала, наклонена относительно срединной плоскости симметрии разрядного канала под углом, соответствующим углу наклона токового жгута электрического разряда, который возникает между разрядными электродами при подаче напряжения на электроды устройства инициирования разряда. Данные электроды расположены в отверстии, выполненном в катоде.Technical results are provided due to the fact that the surface of the end insulator facing the discharge channel is inclined relative to the median plane of symmetry of the discharge channel at an angle corresponding to the angle of inclination of the current bundle of the electric discharge that occurs between the discharge electrodes when voltage is applied to the electrodes of the discharge initiation device. These electrodes are located in the hole made in the cathode.
В результате проведенных экспериментов было установлено, что при включении устройства инициирования разряда в течение ~500 нс с момента инициации электрического разряда между разрядными электродами происходит угловое смещение электрического разряда относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Часть токового жгута со стороны анода смещается в сторону выходного отверстия разрядного канала относительно противолежащей части токового жгута, расположенной у катода в области размещения электродов устройства инициирования разряда. Вследствие этого токовый жгут в течение периода времени развития инициирующего разряда располагается под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. При этом определенный угол наклона токового жгута (в диапазоне значений от 87° до 45°) зависит от конкретной конструкции ЭИПУ и его электрических характеристик.As a result of the experiments, it was found that when the discharge initiation device is turned on for ~ 500 ns from the moment of the initiation of the electric discharge, the angular displacement of the electric discharge relative to the first middle plane of the discharge channel occurs between the discharge electrodes. A part of the current bundle from the anode side is shifted towards the outlet of the discharge channel relative to the opposite part of the current bundle located at the cathode in the electrode placement area of the discharge initiating device. As a result of this, the current bundle is located at an angle of 87 ° to 45 ° relative to the first median plane of the discharge channel during the time period for the development of the initiating discharge. At the same time, a certain angle of inclination of the current bundle (in the range of values from 87 ° to 45 °) depends on the specific design of the EITP and its electrical characteristics.
Выбирая угол наклона касательной к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, относительно первой срединной плоскости разрядного канала в диапазоне значений от 87° до 45°, в зависимости от результатов предварительного эксперимента, проведенного для выбранной конструкции ЭИПУ, можно расположить торцевой изолятор таким образом, что токовый жгут инициирующего электрического разряда будет ориентирован вдоль поверхности торцевого изолятора. В этом случае все участки рабочих поверхностей диэлектрических шашек, прилегающие к торцевому изолятору, будут находиться в зоне высокотемпературного плазменного образования, генерируемого на начальной стадии электрического разряда. При этом со стороны торцевого изолятора отсутствуют относительно холодные участки поверхности диэлектрических шашек, на которые может осаждаться углерод и образовываться углеродная пленка. Вся рабочая поверхность диэлектрических шашек, обращенная к разрядному каналу, равномерно нагревается высокотемпературным плазменным образованием, пространственно ограниченным поверхностью торцевого изолятора.Choosing the angle of inclination of the tangent to the surface of the end insulator facing the discharge channel relative to the first median plane of the discharge channel in the range of 87 ° to 45 °, depending on the results of the preliminary experiment carried out for the chosen design of the EITP, it is possible to position the end insulator in such a way that the current harness of the initiating electric discharge will be oriented along the surface of the end insulator. In this case, all parts of the working surfaces of the dielectric checkers adjacent to the end insulator will be in the zone of high-temperature plasma formation generated at the initial stage of the electric discharge. Moreover, from the side of the end insulator there are no relatively cold portions of the surface of the dielectric blocks, on which carbon can be deposited and a carbon film can form. The entire working surface of the dielectric checkers, facing the discharge channel, is uniformly heated by a high-temperature plasma formation spatially limited by the surface of the end insulator.
Вследствие использования указанного выше условия выбора угла наклона поверхности торцевого изолятора относительно срединной плоскости разрядного канала обеспечивается равномерный нагрев и равномерное испарение рабочего вещества со всей поверхностей диэлектрических шашек, обращенных к разрядному каналу. Данное явление позволяет повысить эффективность использования твердого рабочего вещества, обеспечить высокую стабильность расхода рабочего вещества и тяговых характеристик ЭИПУ в течение всего срока его эксплуатации. Кроме того, за счет равномерного испарения рабочего вещества со всей рабочей поверхности диэлектрических шашек увеличивается ресурс и повышается тяговая эффективность и надежность ЭИПУ.Due to the use of the above conditions for selecting the angle of inclination of the surface of the end insulator relative to the median plane of the discharge channel, uniform heating and uniform evaporation of the working substance from the entire surface of the dielectric blocks facing the discharge channel is ensured. This phenomenon allows to increase the efficiency of use of solid working substance, to ensure high stability of the flow of the working substance and the traction characteristics of the EIPA throughout its entire life. In addition, due to the uniform evaporation of the working substance from the entire working surface of the dielectric checkers, the resource is increased and the traction efficiency and reliability of the EITI are increased.
Форма поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от конструкции и рабочих характеристик ЭИПУ. В частности, в простейшем варианте конструкции поверхность торцевого изолятора может иметь плоскую форму.The shape of the surface of the end insulator facing the discharge channel is selected in each case, depending on the design and operating characteristics of the EITI. In particular, in the simplest embodiment, the surface of the end insulator may have a flat shape.
Дополнительный эффект, связанный с повышением стабильности электрического разряда, достигается при использовании торцевого изолятора, в котором выполнено прямолинейное углубление, расположенное между разрядными электродами. В полости данного углублении установлены электроды устройства инициирования электрического разряда. Для рассматриваемого варианта конструкции ЭИПУ должно выполняться следующее условие: касательная к поверхности углубления направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала.An additional effect associated with increasing the stability of the electric discharge is achieved by using an end insulator in which a rectilinear recess is located located between the discharge electrodes. The electrodes of the device for initiating an electric discharge are installed in the cavity of this recess. For the considered design variant of the EITP, the following condition must be fulfilled: the tangent to the surface of the recess is directed at an angle from 87 ° to 45 ° relative to the first median plane of the discharge channel.
Углубление, выполненное в торцевом изоляторе, может иметь прямоугольное поперечное сечение. Предпочтительно конструктивное выполнение торцевого изолятора, при котором углубление вдоль поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, имеет форму трапеции. При этом большее основание трапеции располагается у поверхности анода, а меньшее основание - у поверхности катода. В этом случае угол наклона боковых поверхностей углубления относительно второй срединной плоскости разрядного канала выбирается в диапазоне от 5° до 45°.The recess made in the end insulator may have a rectangular cross section. A structural embodiment of the end insulator is preferred in which the recess along the surface of the end insulator facing the discharge channel has a trapezoid shape. In this case, the larger base of the trapezoid is located at the surface of the anode, and the smaller base is located at the surface of the cathode. In this case, the angle of inclination of the side surfaces of the recess relative to the second median plane of the discharge channel is selected in the range from 5 ° to 45 °.
Поверхности диэлектрических шашек, обращенные к разрядному каналу, могут быть направлены под острым углом по отношению ко второй срединной плоскости разрядного канала. В данном варианте выполнения конструкции ЭИПУ расстояние между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны торцевого изолятора меньше расстояния между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны выходного отверстия разрядного канала.The surfaces of the dielectric checkers facing the discharge channel can be directed at an acute angle with respect to the second median plane of the discharge channel. In this embodiment, the design of the EITI, the distance between the opposite surfaces of the dielectric blocks on the side of the end insulator is less than the distance between the opposite surfaces of the dielectric blocks on the side of the outlet of the discharge channel.
В процессе работы ускорителя на поверхность торцевого изолятора может осаждаться углерод, что приводит к образованию углеродосодержащей токопроводящей пленки. Для исключения короткого замыкания между катодом и анодом, которое может возникнуть из-за образования на рабочей поверхности торцевого изолятора углеродосодержащей токопроводящей пленки, между разрядными электродами выполняется, по меньшей мере, одна прямолинейная канавка. Такая канавка (или канавки) ориентируется параллельно прилегающим к торцевому изолятору поверхностям разрядных электродов. Так, например, на поверхности торцевого изолятора могут быть выполнены три канавки, равномерно расположенные на поверхности торцевого изолятора между анодом и катодом. Размеры канавок предпочтительно выбираются следующим образом: глубина канавок - от 1 мм до 3 мм, ширина канавок - от 0,5 мм до 1 мм.During the operation of the accelerator, carbon can be deposited on the surface of the end insulator, which leads to the formation of a carbon-containing conductive film. To avoid a short circuit between the cathode and the anode, which may occur due to the formation of a carbon-containing conductive film on the end surface of the end insulator, at least one rectilinear groove is made between the discharge electrodes. Such a groove (or grooves) is oriented parallel to the surfaces of the discharge electrodes adjacent to the end insulator. So, for example, on the surface of the end insulator, three grooves can be made uniformly located on the surface of the end insulator between the anode and cathode. The dimensions of the grooves are preferably selected as follows: the depth of the grooves is from 1 mm to 3 mm, the width of the grooves is from 0.5 mm to 1 mm.
Далее изобретение поясняется описанием конкретного примера реализации изобретения. На прилагаемых чертежах изображено следующее:The invention is further illustrated by the description of a specific example implementation of the invention. The accompanying drawings show the following:
на фиг.1 - разрез разрядного канала вдоль второй срединной плоскости и структурная схема ЭИПУ;figure 1 - section of the discharge channel along the second median plane and the structural diagram of the EITI;
на фиг.2 - поперечный разрез (А-А) разрядного канала ЭИПУ с фронтальным видом на торцевой изолятор;figure 2 is a transverse section (aa) of the discharge channel EIPU with a front view of the end insulator;
на фиг.3 - разрез (Б-Б) разрядного канала вдоль первой срединой плоскости.figure 3 is a section (BB) of the discharge channel along the first middle plane.
Эрозионный импульсный плазменный ускоритель, изображенный на фиг.1-3 чертежей, включает в свой состав два разрядных электрода: катод 1 и анод 2. Разрядные электроды соединены через токоподводы с емкостным накопителем энергии 3 (ЕНЭ). Между катодом 1 и анодом 2 симметрично установлены две диэлектрические шашки 4, выполненные из абляционного материала, в качестве которого используется фторопласт.The erosive pulsed plasma accelerator, shown in figures 1-3 of the drawings, includes two discharge electrodes:
Катод 1 и анод 2 имеют плоскую форму и состоят из двух участков, которые расположены вдоль направления ускорения плазмы. Первые участки разрядных электродов расположены параллельно друг другу. Данные участки электродов ограничивают боковую поверхность диэлектрических шашек 4 в межэлектродном промежутке. Вторые участки разрядных электродов расположены со стороны выходной части плазменного ускорителя и наклонены под острым углом относительно первых участков соответственно катода 1 и анода 2.The
Для фиксации положения диэлектрических шашек 4 в разрядном канале ускорителя на первом участке анода 2 выполнен выступ 5, ограничивающий перемещение диэлектрических шашек 4 в процессе эрозии их рабочей поверхности. Между разрядными электродами в области размещения диэлектрических шашек 4 установлен торцевой изолятор 6, выполненный из керамики.To fix the position of the
Разрядный канал ускорителя образован поверхностями катода 1 и анода 2, торцевого изолятора 6 и торцевых частей диэлектрических шашек 4. Разрядный канал выполнен с двумя взаимно перпендикулярными срединными плоскостями, Катод 1 и анод 2 установлены симметрично относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Диэлектрические шашки 4 расположены симметрично относительно второй срединной плоскости разрядного канала.The discharge channel of the accelerator is formed by the surfaces of the
Обращенные к разрядному каналу рабочие поверхности диэлектрических шашек 4 направлены под острым углом по отношению ко второй срединной плоскости разрядного канала. Расстояние между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек 4 со стороны торцевого изолятора 6 меньше расстояния между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек 4 со стороны выходного отверстия разрядного канала ускорителя.The working surfaces of the
Торцевой изолятор 6 установлен в разрядном канале таким образом, что касательная к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, направлена под углом 60° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. В рассматриваемом примере выполнения конструкции ЭИПУ поверхность торцевого изолятора 6, обращенная к разрядному каналу, имеет плоскую форму.The
В торцевом изоляторе 6 между разрядными электродами выполнено прямолинейное углубление 7, имеющее прямоугольное поперечное сечение. Глубина углубления 7 составляет 3 мм. В полости углубления 7 расположены электроды 8, разделенные диэлектрической вставкой, которые подключены к устройству 9 инициирования электрического разряда (УИР). Электроды 8 установлены в отверстии, выполненном в катоде 1, и электрически изолированы от разрядных электродов. Блок электродов 8 инициирования разряда расположен в центральной части поперечного сечения углубления 7, при этом внешняя часть блока касается поверхности торцевого изолятора 6.In the
Углубление 7 выполнено в торцевом изоляторе таким образом, что касательная к плоской фронтальной поверхности углубления 7, обращенной к разрядному каналу, направлена под углом 60° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. В рассматриваемом примере выполнения ЭИПУ плоская фронтальная поверхность углубления 7 наклонена относительно срединной плоскости разрядного канала под таким же углом, как и плоская поверхность торцевого изолятора 6, которая обращена к разрядному каналу.The
Прямолинейное углубление 7, расположенное вдоль поверхности торцевого изолятора 6, обращенной к разрядному каналу, в рассматриваемом примере выполнения конструкции ускорителя имеет форму трапеции. Большее основание трапеции расположено у поверхности анода 2, а ее меньшее основание - у поверхности катода 1. Угол наклона боковых поверхностей углубления 7 относительно второй срединной плоскости разрядного канала составляет 30°.A
В процессе длительной эксплуатации ЭИПУ на поверхности торцевого изолятора 6 из плазменного образования, содержащего продукты испарения фторопласта, может осаждаться углеродная токопроводящая пленка. Для предотвращения короткого замыкания между катодом 1 и анодом 2 через токопроводящую пленку на поверхности торцевого изолятора 6, обращенной к разрядному каналу, выполнены три прямолинейные канавки 10. Глубина канавок 10 в области углубления 7 составляет 2 мм, ширина канавок - 1 мм. Канавки 10 равномерно расположены между катодом 1 и анодом 2 (на равном расстоянии относительно друг друга и относительно близлежащих разрядных электродов) и ориентированы параллельно поверхностям разрядных электродов.During the long-term operation of the EITP on the surface of the
Управление работой ЭИПУ осуществляется с помощью системы управления 11 (СУ). Управляющие входы УИР 9 и ЕНЭ 3 соединены с соответствующими выходами СУ 11. Перемещение диэлектрических шашек 4 в процессе работы ЭИПУ производится с помощью средства перемещения, которое в рассматриваемом примере конструкции представляет собой два механических устройства перемещения 12 и 13 (УП1 и УП2) с упругими толкателями пружинного типаManagement of the EIPU is carried out using the control system 11 (SU). The control inputs of UIR 9 and ENE 3 are connected to the corresponding outputs of the control system 11. The movement of the
Работа ЭИПУ, конструкция которого изображена на фиг.1-3 чертежей, осуществляется следующим образом.The operation of the EIPU, the design of which is shown in figures 1-3 of the drawings, is as follows.
По управляющему сигналу, формируемому СУ 11, от ЕНЭ 3 на катод 1 и анод 2 подается разрядное напряжение. Затем по управляющим сигналам СУ 11, передаваемым в УИР 9, и на электроды 8 инициации основного разряда подается высоковольтный импульс напряжения, обеспечивающий зажигание электрического разряда. Генерируемый в углублении 7 торцевого изолятора 6 плазменный сгусток расширяется в разрядном канале и замыкает межэлектродный промежуток. В результате между катодом 1 и анодом 2 зажигается электрический разряд.According to the control signal generated by SU 11, from the CES 3 to the
При использовании углубления 7 в торцевом изоляторе повышается стабильность зажигания вспомогательного инициирующего электрического разряда и основного разряда между катодом 1 и анодом 2. Из-за того, что форма углубления 7 выбрана соответствующей форме кромок диэлектрических шашек 4, примыкающих к торцевому изолятору 6, обеспечивается стабильность формы рабочей поверхности диэлектрических шашек 4 в процессе эрозии и испарения твердого рабочего вещества. Данный процесс происходит в результате действия тепловых потоков из плазменного образования (сгустка), генерируемого в разрядном канале.When using the
Соответствие формы углубления 7 форме примыкающих кромок диэлектрических шашек 4 для рассматриваемой конструкции ЭИПУ обеспечивается за счет того, что углубление 7 имеет форму трапеции. Большее основание трапеции расположено у поверхности анода 2, а меньшее основание - у поверхности катода. Угол наклона боковых поверхностей углубления 7 относительно второй срединной плоскости разрядного канала составляет 30°.Correspondence of the shape of the
Под действием излучения и конвекции из области электрического разряда (плазменного сгустка) происходит испарение (абляция) фторопласта с рабочих поверхностей диэлектрических шашек 4. В разрядном канале происходит частичная ионизация рабочего вещества и последующее ускорение плазменного сгустка под действием электромагнитных сил и газодинамического давления. Истекающий из разрядного канала плазменный поток создает реактивную тягу.Under the action of radiation and convection from the region of an electric discharge (plasma bunch), the fluoroplastic evaporates (ablates) from the working surfaces of
После разряда ЕНЭ 3 прекращается подача напряжения на катод 1 и анод 2, заканчивается импульс разрядного напряжения и, соответственно, ускорение плазменного потока. Затем происходит заряд ЕНЭ 3 до рабочего уровня запасаемой энергии W=20 Дж, подача разрядного напряжения на разрядные электроды и последующее зажигание электрического разряда между катодом 1 и анодом 2 с помощью электродов 8, на которые подается импульс напряжения из УИР 9. Процесс заряда-разряда ЕНЭ 3 и зажигания электрического разряда между разрядными электродами периодически повторяется, посредством чего организуется импульсный режим работы ЭИПУ. При этом возможность короткого замыкания между катодом 1 и анодом 2 по поверхности торцевого изолятора 6 предотвращается с помощью прямолинейных канавок 10.After the discharge of CES 3, the voltage supply to the
В процессе работы ИПУ осуществляется перемещение диэлектрических шашек 4 в разрядный канал по мере испарения абляционного материала с рабочих поверхностей шашек 4. Шашки 4 установлены с возможностью перемещения в направлении к срединной линии разрядного канала. Перемещение шашек 4 обеспечивается с помощью пружинных толкателей, которые входят в состав устройств УП1 12 и УП2 13. Положение рабочих поверхностей диэлектрических шашек 4 в разрядном канале фиксируется с помощью выступа 5, выполненного на поверхности катода 1. Выступ 5 обеспечивает заданное расчетное расстояние между рабочими поверхностями шашек 4 вдоль второй срединной плоскости разрядного канала.In the process of IPA operation, the
Равномерная эрозия твердого рабочего тела вдоль всей поверхности диэлектрических шашек 4, обращенной к разрядному каналу, достигается за счет наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6, ограничивающей рабочую поверхность каждой из двух шашек 4, относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Данный эффект обеспечивается путем выбора определенного угла наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6 в диапазоне расчетных значений. Указанное условие определяется следующим образом: угол наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6 относительно первой срединной плоскости разрядного канала должен соответствовать углу наклона токового жгута электрического разряда между разрядными электродами на стадии развития разряда, В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что данное существенное условие выполняется, если касательная к поверхности торцевого изолятора 6, обращенной к разрядному каналу, направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала.Uniform erosion of the solid working fluid along the entire surface of the
Аналогичным образом выбирается и угол наклона фронтальной поверхности углубления 7, выполненного в торцевом изоляторе 6: касательная к поверхности углубления должна быть направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала.Similarly, the angle of inclination of the front surface of the
Угол наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6 и фронтальной поверхности углубления 7 выбирается в пределах заданного диапазона значений для каждой конкретной конструкции ЭИПУ на основании результатов высокоскоростной фоторегистрации начальной стадии развития электрического разряда между катодом 1 и анодом 2. Выбор величины угла наклона поверхности торцевого изолятора 6 и поверхности углубления 7 производится по измеряемому углу наклона токового жгута, который регистрируется в течение 500 нс, начиная с момента инициирования электрического разряда.The angle of inclination of the working surface of the
В рассматриваемом примере выполнения конструкции ЭИПУ торцевой изолятор 6 установлен в разрядном канале таким образом, что касательная к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, направлена под углом 60° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Касательная к фронтальной поверхности углубления 7, выполненного в торцевом изоляторе 6, также направлена под углом 60° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Выбранный угол наклона поверхности торцевого изолятора и фронтальной поверхности углубления в изоляторе соответствует углу наклона токового жгута, образующегося в разрядном канале ЭИПУ при подаче напряжения на электроды 8 от блока УИР 9.In the considered design example, the end-
При выполнении указанного существенного условия обеспечивается стабильный расход рабочего вещества, испаряемого с рабочих поверхностей диэлектрических шашек 4. Кроме того, снижается вероятность образования на рабочей поверхности торцевого изолятора 6 токопроводящей пленки, состоящей из осаждаемого в процессе испарения фторопласта углерода. Вследствие этого повышается тяговая эффективность, ресурс и надежность ЭИПУ при снижении расхода рабочего вещества.When this essential condition is met, a stable flow rate of the working substance evaporated from the working surfaces of the
В случае если вышеуказанное условие не выполняется, угол наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6 не соответствует углу наклона токового жгута. Между рабочей поверхностью торцевого изолятора 6 и токовым жгутом электрического разряда образуется свободная зона, в которой происходит осаждение углерода из плазмы разряда на относительно холодную часть поверхности диэлектрических шашек 4, которая удалена от токового жгута, а также на рабочую поверхность торцевого изолятора 6, также удаленную от токового жгута. При этом с участков поверхности диэлектрических шашек, покрытых углеродной пленкой, в процессе электрического разряда не происходит испарение рабочего вещества.If the above condition is not met, the angle of inclination of the working surface of the
Вследствие данного явления, а также принимая во внимание, что участки поверхности диэлектрических шашек 4 с осажденной углеродной пленкой находятся в области контакта с выступом 5, с помощью которого ограничивается перемещение шашек 4, затрудняется подача твердого рабочего тела в полость разрядного канала ускорителя. Через некоторое время перемещение диэлектрических шашек 4 в область горения электрического разряда прекращается несмотря на усилие, прикладываемое со стороны пружинных толкателей УП1 12 и УП2 13. Часть рабочей поверхности диэлектрических шашек 4 при эрозии твердого рабочего вещества удаляется от пространственной области горения электрического разряда. В результате прекращается функционирование ЭИПУ в расчетном режиме из-за существенного снижения расхода рабочего вещества.Due to this phenomenon, and also taking into account that the surface areas of the
Таким образом, выполнение условия выбора угла наклона касательной к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, позволяет исключить части рабочей поверхности диэлектрических шашек, удаленные от области формирования токового жгута на стадии инициации электрического разряда. Подбирая на основании проведенных экспериментов оптимальные значения угла наклона касательной к поверхности торцевого изолятора в заданном диапазоне значений (от 87° до 45°), можно обеспечить полное совпадение угла наклона рабочей поверхности торцевого изолятора 6 с углом наклона токового жгута электрического разряда между разрядными электродами. В этом случае вся рабочая поверхность диэлектрических шашек будет расположена в области действия тепловых потоков со стороны плазменного образования. Вследствие этого увеличивается ресурс, повышается надежность, тяговая эффективность, эффективность использования рабочего вещества и стабильность тяговых характеристик ЭИПУ за счет равномерного испарения рабочего вещества с рабочей поверхности диэлектрических шашек в течение срока эксплуатации устройства.Thus, the fulfillment of the condition for choosing the angle of inclination of the tangent to the surface of the end insulator facing the discharge channel allows us to exclude parts of the working surface of the dielectric checkers, remote from the region of formation of the current bundle at the stage of initiation of electric discharge. On the basis of the experiments, choosing the optimal values of the angle of inclination of the tangent to the surface of the end insulator in a given range of values (from 87 ° to 45 °), it is possible to ensure that the angle of inclination of the working surface of the
Вышеописанный пример осуществления изобретения основывается на конкретной предпочтительной форме выполнения конструкции ЭИПУ, однако это не исключает возможности достижения технического результата и в других частных случаях реализации изобретения. Так, например, поверхность торцевого изолятора, обращенная к разрядному каналу, может иметь не только плоскую, но и цилиндрическую, конической или иную криволинейную форму. Углубление в торцевом изоляторе также может выполняться с поперечным сечением различной формы. Форма углубления выбирается в зависимости от угла наклона рабочих поверхностей диэлектрических шашек относительно второй срединной плоскости разрядного канала. Количество и размеры прямолинейных канавок, расположенных между разрядными электродами, выбирается в зависимости от размеров разрядного канала и рабочих характеристик ЭИПУ.The above-described embodiment of the invention is based on a specific preferred embodiment of the design of the EITI, however, this does not exclude the possibility of achieving a technical result in other special cases of the invention. So, for example, the surface of the end insulator facing the discharge channel can have not only a flat, but also a cylindrical, conical or other curved shape. The recess in the end insulator can also be performed with a cross section of various shapes. The shape of the recess is selected depending on the angle of inclination of the working surfaces of the dielectric checkers relative to the second median plane of the discharge channel. The number and sizes of straight grooves located between the discharge electrodes is selected depending on the size of the discharge channel and the performance characteristics of the EITI.
Возможны также варианты конструкции ЭИПУ, в которых поверхности диэлектрических шашек, обращенные к разрядному каналу, расположены параллельно относительно друг друга и относительно второй срединной плоскости разрядного канала. Торцевой изолятор ЭИПУ может быть выполнен без углубления, в котором размещаются электроды устройства инициирования электрического разряда, и без прямолинейных канавок, расположенных между разрядными электродами.Also possible are the design variants of the EITI in which the surfaces of the dielectric blocks facing the discharge channel are parallel to each other and relative to the second median plane of the discharge channel. The end insulator EIPU can be made without a recess in which the electrodes of the device for initiating an electric discharge are placed, and without rectilinear grooves located between the discharge electrodes.
Следует отметить, что достижение основного технического результата, заключающегося в повышении тяговой эффективности, эффективности использования рабочего вещества, стабильности тяговых характеристик, ресурса и надежности ЭИПУ, непосредственно связано с определенным расположением поверхности торцевого изолятора в разрядном канале ЭИПУ, а именно: касательная к поверхности торцевого изолятора, обращенной к разрядному каналу, должна быть направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. При выполнении данного условия обеспечивается равномерное испарение рабочего вещества со всей рабочей поверхности диэлектрических шашек в течение срока эксплуатации ЭИПУ.It should be noted that the achievement of the main technical result, which consists in increasing the traction efficiency, the efficiency of the use of the working substance, the stability of the traction characteristics, the resource and reliability of the EITI, is directly related to the specific location of the surface of the end insulator in the discharge channel of the EIPU, namely: tangent to the surface of the end insulator facing the discharge channel should be directed at an angle of 87 ° to 45 ° relative to the first median plane of the discharge channel. When this condition is met, uniform evaporation of the working substance from the entire working surface of the dielectric checkers is ensured over the life of the EITP.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012147328/07A RU2516011C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Eroding pulse plasma accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012147328/07A RU2516011C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Eroding pulse plasma accelerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2516011C1 true RU2516011C1 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50778871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012147328/07A RU2516011C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Eroding pulse plasma accelerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2516011C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682962C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-03-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Ionic rocket engine of spacecraft |
| RU2688049C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Ablation pulse plasma engine |
| CN112523984A (en) * | 2019-09-19 | 2021-03-19 | 哈尔滨工业大学 | Microwave ionization type cathode for micro cusp field thruster |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2143586C1 (en) * | 1998-12-03 | 1999-12-27 | НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ | Impulse erosion plasma engine |
| RU2253953C1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-06-10 | Государственное научное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института (государственного технического университета)" (ГНУ НИИ ПМЭ МАИ) | Pulse plasma accelerator and plasma acceleration method |
| WO2008035061A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | University Of Southampton | Improved pulsed plasma thruster and method of operation thereof |
| RU2452142C1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (Государственный технический университет)" | Method of operating pulsed plasma accelerator |
-
2012
- 2012-11-08 RU RU2012147328/07A patent/RU2516011C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2143586C1 (en) * | 1998-12-03 | 1999-12-27 | НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ | Impulse erosion plasma engine |
| RU2253953C1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-06-10 | Государственное научное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института (государственного технического университета)" (ГНУ НИИ ПМЭ МАИ) | Pulse plasma accelerator and plasma acceleration method |
| WO2008035061A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | University Of Southampton | Improved pulsed plasma thruster and method of operation thereof |
| RU2452142C1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (Государственный технический университет)" | Method of operating pulsed plasma accelerator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682962C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-03-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Ionic rocket engine of spacecraft |
| RU2688049C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Ablation pulse plasma engine |
| CN112523984A (en) * | 2019-09-19 | 2021-03-19 | 哈尔滨工业大学 | Microwave ionization type cathode for micro cusp field thruster |
| CN112523984B (en) * | 2019-09-19 | 2022-04-05 | 哈尔滨工业大学 | Microwave ionization type cathode for micro cusp field thruster |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8735766B2 (en) | Cathode assembly and method for pulsed plasma generation | |
| US6392188B1 (en) | Apparatus for production of nanosized particulate matter by vaporization of solid materials | |
| RU2516011C1 (en) | Eroding pulse plasma accelerator | |
| RU2452142C1 (en) | Method of operating pulsed plasma accelerator | |
| US4475063A (en) | Hollow cathode apparatus | |
| RU2253953C1 (en) | Pulse plasma accelerator and plasma acceleration method | |
| CA2695902C (en) | Cathode assembly and method for pulsed plasma generation | |
| Mao et al. | Research on the time-delay characteristics of the laser-triggered vacuum switch | |
| RU2542354C1 (en) | Eroding pulse plasma accelerator | |
| JP2015529932A (en) | An apparatus for generating a plasma and directing an electron beam toward a target | |
| RU2554512C1 (en) | Method for thermal and electric energy production and device for its implementation | |
| Sun et al. | Ignition mechanism in ablative pulsed plasma thrusters with coaxial semiconductor spark plugs | |
| RU2688049C1 (en) | Ablation pulse plasma engine | |
| Gushenets et al. | Nanosecond high current and high repetition rate electron source | |
| Nikolaev et al. | Generation of deuterium ions in a vacuum arc with composite gas-saturated cathode and in a low-pressure arc | |
| Krokhmal et al. | Electron beam generation in a diode with a gaseous plasma electron source II: Plasma source based on a hollow anode ignited by a hollow-cathode source | |
| RU2211952C2 (en) | Pulse electric jet engine | |
| RU2664892C1 (en) | Ablative pulse plasma engine | |
| RU2496283C1 (en) | Generator of wide-aperture flow of gas-discharge plasma | |
| Bugaev et al. | Enhanced electric breakdown strength in an electron-optical system | |
| He et al. | A study of hollow-cathode electron beam source surface flashover discharge and suppression | |
| Gushenets et al. | High current electron sources and accelerators with plasma emitters | |
| RU2620603C2 (en) | Method of plasma ion working source and plasma ion source | |
| Tsventoukh et al. | Plasma-surface interactions leading to self-sustained discharges at the first wall | |
| Burdovitsin et al. | Plasma Electron Sources |