RU69978U1 - COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT - Google Patents

COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT Download PDF

Info

Publication number
RU69978U1
RU69978U1 RU2007123828/22U RU2007123828U RU69978U1 RU 69978 U1 RU69978 U1 RU 69978U1 RU 2007123828/22 U RU2007123828/22 U RU 2007123828/22U RU 2007123828 U RU2007123828 U RU 2007123828U RU 69978 U1 RU69978 U1 RU 69978U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
annular gap
electric rocket
cylindrical
engine
Prior art date
Application number
RU2007123828/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Филиппович Штырлин
Original Assignee
Московский авиационный институт (государственный технический университет)
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 Московский авиационный институт (государственный технический университет) filed Critical Московский авиационный институт (государственный технический университет)
Priority to RU2007123828/22U priority Critical patent/RU69978U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU69978U1 publication Critical patent/RU69978U1/en

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области космических электроракетных двигателей с высокой скоростью истечения рабочего тела и может быть применено для решения полетных задач в околоземном космосе.The utility model relates to the field of space electric rocket engines with a high velocity of the expiration of the working fluid and can be used to solve flight problems in near-Earth space.

Целью изобретения является повышение тяговых параметров двигателя.The aim of the invention is to increase the traction parameters of the engine.

Коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью содержит вытягивающий электрод 1, высоковольтный изолятор 2, распыливающий электрод 3, барьерный цилиндрический стакан 4, центрирующий фланец 5, штуцер подвода распыляемой жидкости 6, возбуждающий электрод 7 и два высоковольтных источника с напряжением U1 и U2.A colloidal electric rocket engine with an annular gap contains a pulling electrode 1, a high voltage insulator 2, a spray electrode 3, a cylindrical barrier cup 4, a centering flange 5, a nozzle for supplying atomized liquid 6, an exciting electrode 7, and two high voltage sources with voltage U 1 and U 2 .

Description

Полезная модель относится к области космических электроракетных двигателей с высокой скоростью истечения рабочего тела и может быть применена для решения полетных задач в околоземном космосе.The utility model relates to the field of space electric rocket engines with a high velocity of the expiration of the working fluid and can be used to solve flight problems in near-Earth space.

Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью, содержащий соосно расположенные вытягивающий, распыливающий и возбуждающий электроды, из которых распыливающий электрод выполнен из двух половин цилиндрической формы, образующих в торцевой части кольцевую щель, соединенную с системой подачи распыляемой жидкости, и подключен к одному полюсу источника тока, а вытягивающий и возбуждающий электроды огибают с некоторым зазором распыливающий электрод и соединены с другим полюсом источника тока. Указанный прототип описан в статье: Wilss A.A. et al. Aparametric study of annular colloid thrusters -Jn: La propulsion electrique dansses applications spatiales tourness d'e tudes. Toulouse, 1972, p.p.115-122. (Аннотация на русском языке имеется в монографии: Штырлин А.Ф. Электростатическое распыление жидкостей - М: МАИ, 2004, стр.118...119)Closest to the proposed utility model is a colloidal electric rocket engine with an annular gap, containing coaxially located pulling, spraying and exciting electrodes, of which the spraying electrode is made of two cylindrical halves, forming in the end part an annular gap connected to the spray liquid supply system, and connected to one pole of the current source, and the pulling and exciting electrodes round the spraying electrode with a certain gap and are connected to the other by lusy current source. The specified prototype is described in the article: Wilss A.A. et al. Aparametric study of annular colloid thrusters -Jn: La propulsion electrique dansses applications spatiales tourness d'e tudes. Toulouse, 1972, p. P. 115-122. (An abstract in Russian is available in the monograph: Shtyrlin A.F. Electrostatic spraying of liquids - M: MAI, 2004, pp. 118 ... 119)

Недостатком прототипа являются низкие тяговые параметры двигателя.The disadvantage of the prototype is the low traction parameters of the engine.

Целью полезной модели является повышение тяговых параметров двигателя.The purpose of the utility model is to increase the engine traction parameters.

Цель полезной модели достигается тем, что коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью содержит соосно расположенные вытягивающий, распыливающий и возбуждающий электроды, из которых распыливающий электрод выполнен из двух половин цилиндрической формы, образующих в торцевой части кольцевую щель, соединенную с системой подачи распыляемой жидкости, The purpose of the utility model is achieved in that the colloidal electric rocket engine with an annular gap contains coaxially arranged extruding, spraying and exciting electrodes, of which the spraying electrode is made of two cylindrical halves, forming an annular gap in the end part connected to the spray liquid supply system,

и подключен к одному полюсу источника тока, а вытягивающий и возбуждающий электроды огибают с некоторым зазором распиливающий электрод и соединены с другим полюсом источника тока, внутренняя половина распыливающего электрода выполнена в виде барьерного цилиндрического стакана из диэлектрика, внутри которого размещен в рабочей зоне без зазора возбуждающий электрод и подключен к автономному источнику тока.and connected to one pole of the current source, and the extraction and exciting electrodes bend around the saw electrode with a certain gap and are connected to the other pole of the current source, the inner half of the spray electrode is made in the form of a cylindrical barrier glass made of a dielectric, inside of which the exciting electrode is placed in the working area without a gap and connected to an autonomous current source.

Кроме того, диэлектрическая проницаемость материала барьерного цилиндрического стакана равна или превышает диэлектрическую проницаемость распыляемой жидкости.In addition, the dielectric constant of the material of the barrier cylindrical glass is equal to or greater than the dielectric constant of the sprayed liquid.

На Фиг.1 изображен коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью.Figure 1 shows a colloidal electric rocket engine with an annular gap.

На Фиг.2 показана расчетная зависимость повышения напряженности электрического поля в кольцевом зазоре коллоидного двигателя от диэлектрической проницаемости материала цилиндрического стакана.Figure 2 shows the calculated dependence of increasing the electric field in the annular gap of the colloidal engine on the dielectric constant of the material of the cylindrical glass.

Коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью содержит вытягивающий электрод 1, высоковольтный изолятор 2, распыливающий электрод 3, барьерный цилиндрический стакан 4, центрирующий фланец 5, штуцер подвода распыляемой жидкости 6, возбуждающий электрод 7 и два высоковольтных источника с напряжением U1 и U2. Распыливающий электрод 3 имеет острую эмиссионную кромку с радиусом закругления 1...100 мкм и углом конуса 5...15 градусов. Кромка выполнена из нержавеющей стали, платины или другого электропроводящего материала с платиновым покрытием. Радиальный зазор между вытягивающим электродом 1 и эмиссионной кромкой электрода 3 составляет 2...6 мм. Электроды 1,3 и высоковольтный изолятор 2 соосно устанавливают и центруют относительно друг друга. Барьерный цилиндрический стакан 4 изготавливают из полимерных материалов, высоковольтной керамики или A colloidal electric rocket engine with an annular gap contains a pulling electrode 1, a high voltage insulator 2, a spray electrode 3, a cylindrical barrier cup 4, a centering flange 5, a nozzle for supplying atomized liquid 6, an exciting electrode 7, and two high voltage sources with voltage U 1 and U 2 . The spraying electrode 3 has a sharp emission edge with a radius of curvature of 1 ... 100 μm and a cone angle of 5 ... 15 degrees. The edge is made of stainless steel, platinum or other electrically conductive material with a platinum coating. The radial clearance between the pulling electrode 1 and the emission edge of the electrode 3 is 2 ... 6 mm. The electrodes 1.3 and the high voltage insulator 2 are coaxially mounted and centered relative to each other. Barrier cylindrical glass 4 is made of polymeric materials, high-voltage ceramics or

сегнетоэлектриков с диэлектрической проницаемостью от 2 до 3750 относительных единиц. Кольцевая щель между электродом 3 и барьерным цилиндрическим стаканом 4 для прохода жидкости из штуцера подвода распыляемой жидкости 6 на эмиссионную кромку распыливающего электрода 3 выполняют с радиальным зазором 0,02...0,2 мм или без радиального зазора, но с профильными секторными каналами, равномерно расположенными по окружности их сопряжения. Торцевая часть барьерного цилиндрического стакана 4 смещена вглубь электрода 3 относительно его кромки на Δh=0,5...2 мм. Возбуждающий электрод 7 при помощи центрирующего фланца 5 устанавливают внутри барьерного стакана 4 в рабочей зоне без зазора соосно с ним. Источники высокого напряжения создают разность напряжений ΔU=U1-U2 для интенсификации процесса формирования униполярной электрической эмиссии в кольцевой щели двигателя.ferroelectrics with a dielectric constant of 2 to 3750 relative units. An annular gap between the electrode 3 and the barrier cylindrical cup 4 for the passage of liquid from the nozzle for supplying the sprayed liquid 6 to the emission edge of the spraying electrode 3 is performed with a radial clearance of 0.02 ... 0.2 mm or without a radial clearance, but with profile sector channels, evenly spaced around the circumference of their mates. The end part of the barrier cylindrical cup 4 is displaced deep into the electrode 3 relative to its edge by Δh = 0.5 ... 2 mm. The exciting electrode 7 using the centering flange 5 is installed inside the barrier glass 4 in the working area without a gap coaxially with it. High voltage sources create a voltage difference ΔU = U 1 -U 2 to intensify the process of formation of unipolar electric emission in the annular gap of the engine.

Устройство работает следующим образом: при включении источника высокого напряжения U1 через штуцер 6 подается распыляемая жидкость в кольцевую щель между электродом 3 и барьерным цилиндрическим стаканом 4, попадая на эмиссионную кромку электрода 3 в пленке жидкости формируется униполярный электрический заряд, под действием которого жидкость ускоряется в электрическом поле и создается реактивная тяга. Для форсирования и регулирования процесса образования электрического заряда в жидкости, увеличения скорости истечения рабочего тела и повышения тяги двигателя на возбуждающий электрод 7 подается напряжение U2. Под действием разности напряжений U1-U2 в пленке жидкости, протекающей в кольцевой щели создается дополнительное электрическое поле, которое интенсифицирует указанные процессы. Напряженность поля в пленке кольцевой щели толщиной δж определены из расчета электрического поля в зазоре между коаксиальными цилиндрическими электродами, заполненными The device operates as follows: when the high voltage source U 1 is turned on, the sprayed liquid is fed into the annular gap between the electrode 3 and the barrier cylindrical cup 4, and a unipolar electric charge is formed in the liquid film when it enters the emission edge of the electrode 3, under which the liquid accelerates electric field and thrust is created. To speed up and regulate the process of formation of an electric charge in the liquid, increase the velocity of the expiration of the working fluid and increase the thrust of the engine, voltage U 2 is supplied to the exciting electrode 7. Under the action of the voltage difference U 1 -U 2 in the film of liquid flowing in the annular gap creates an additional electric field that intensifies these processes. The field strength in the film of the annular gap with a thickness of δ g is determined from the calculation of the electric field in the gap between the coaxial cylindrical electrodes filled

двухслойным диэлектриком - жидкостью и твердым телом. При малых отношениях межэлектродного радиального зазора δо к среднему радиусу щели, т.е. без учета цилиндричности, расчет выполнен по формулеa two-layer dielectric - a liquid and a solid. For small ratios of the interelectrode radial gap δ о to the average radius of the gap, i.e. excluding cylindricity, the calculation is performed according to the formula

, ,

где εж - диэлектрическая проницаемость жидкости, εδ - диэлектрическая проницаемость материала барьерного цилиндрического стакана, при следующих параметрах: ΔU=1000 В; δо=3·10-3 м; δж=10-4 м; εж=42; εδ=2...104. Результаты расчета представлены на Фиг.2, из которых видно, что напряженность поля в пленке жидкости двигателя увеличивается прямо пропорционально диэлектрической проницаемости материала барьерного цилиндрического стакана до εδ=100, а затем интенсивность снижается. Согласно этих данных уже в настоящее время при использовании широко известных электроизоляционных диэлектрических материалов с εδ до 10 единиц можно увеличить напряженность поля в кольцевой щели с 104 до 105 В/м и интенсифицировать тяговые параметры двигателя в несколько раз, а при разработке специальных диэлектриков еще на один или два порядка.where ε w is the dielectric constant of the liquid, ε δ is the dielectric constant of the material of the barrier cylindrical glass, with the following parameters: ΔU = 1000 V; δ about = 3 · 10 -3 m; δ w = 10 -4 m; ε w = 42; ε δ = 2 ... 10 4 . The calculation results are presented in FIG. 2, from which it can be seen that the field strength in the engine fluid film increases in direct proportion to the dielectric constant of the material of the barrier cylindrical glass to ε δ = 100, and then the intensity decreases. According to these data, even now, using widely known insulating dielectric materials from ε δ to 10 units, it is possible to increase the field strength in the annular gap from 10 4 to 10 5 V / m and intensify the motor traction parameters several times, and when developing special dielectrics another one or two orders of magnitude.

Устройство может быть также использовано для электростатического напыления на различные материалы тонких покрытий, для научно-исследовательских работ по действию сильных полей на жидкие и газообразные вещества, в работах по нанотехнологии заряженных частиц.The device can also be used for electrostatic spraying on various materials of thin coatings, for research work on the action of strong fields on liquid and gaseous substances, in work on charged particle nanotechnology.

Claims (2)

1. Коллоидный электроракетный двигатель с кольцевой щелью содержит соосно расположенные вытягивающий, распыливающий и возбуждающий электроды, из которых распыливающий электрод выполнен из двух половин цилиндрической формы, образующих в торцевой части кольцевую щель, соединенную с системой подачи распыляемой жидкости, и подключен к одному полюсу источника тока, а вытягивающий и возбуждающий электроды огибают с некоторым зазором распыливающий электрод и соединены с другим полюсом источника тока, отличающийся тем, что внутренняя половина распыливающего электрода выполнена в виде барьерного цилиндрического стакана из диэлектрика, внутри которого размещен в рабочей зоне без зазора возбуждающий электрод и подключен к автономному источнику тока.1. The colloidal electric rocket engine with an annular gap contains coaxially arranged extruding, atomizing and exciting electrodes, of which the atomizing electrode is made of two cylindrical halves, forming an annular gap in the end part connected to the spray liquid supply system and connected to one pole of the current source and the extracting and exciting electrodes bend around the spray electrode with a certain gap and are connected to the other pole of the current source, characterized in that the inner half on the spraying electrode it is made in the form of a cylindrical barrier cup made of a dielectric, inside of which an exciting electrode is placed in the working area without a gap and connected to an autonomous current source. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что диэлектрическая проницаемость материала барьерного цилиндрического стакана равна или превышает диэлектрическую проницаемость распыляемой жидкости.
Figure 00000001
2. The engine according to claim 1, characterized in that the dielectric constant of the material of the barrier cylindrical glass is equal to or greater than the dielectric constant of the sprayed liquid.
Figure 00000001
RU2007123828/22U 2007-06-27 2007-06-27 COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT RU69978U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123828/22U RU69978U1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123828/22U RU69978U1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU69978U1 true RU69978U1 (en) 2008-01-10

Family

ID=39020637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123828/22U RU69978U1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU69978U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763333C1 (en) * 2021-06-04 2021-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» Colloidal electric propulsion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763333C1 (en) * 2021-06-04 2021-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» Colloidal electric propulsion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4171100A (en) Electrostatic paint spraying apparatus
US20200254480A1 (en) Electrostatic atomizing coating apparatus and coating method
US6578779B2 (en) Rotary atomizer with bell element
US4508265A (en) Method for spray combination of liquids and apparatus therefor
US4979680A (en) Spray gun
EP0102713A2 (en) Electrostatic entrainment pump for a spraying system
EP1064100A1 (en) Electrohydrodynamic spraying means
WO2009069396A1 (en) Electrostaic coating device
NL2008056C2 (en) System and method for delivering sprayed particles by electrospraying.
KR101630639B1 (en) Electrostatic application apparatus and method for applying liquid
RU2015140734A (en) SYSTEM AND METHOD FOR SEPARATION OF SINGLE-POLAR EMULSIONS AND OTHER MIXTURES
US2901177A (en) Spraying apparatus
RU69978U1 (en) COLLOID ELECTRIC ROCKET MOTOR WITH RING SLOT
US2901178A (en) Spraying apparatus
US3841264A (en) Apparatus for applying dust particles by contact type electric field curtain
US3117029A (en) Electrostatic coating
US3049301A (en) Electrostatic spraying of atomized material
JP5919456B2 (en) Electrostatic coating equipment
Guo et al. Pulsation characteristics of corona discharge in electrohydrodynamic process using ionic liquid
US11077454B2 (en) Spray plume shaping system and method
JPS6134065Y2 (en)
RU2136382C1 (en) Method and device for separation of fine-dispersed powders
RU2763333C1 (en) Colloidal electric propulsion
US20230201849A1 (en) Electrostatic centrifugal sprayer with pulsed or continuous direct electrification
GB2043701A (en) Granulatising liquid metals

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140628