Способ управления расходом ионизационной плазмы при регулировании тяги электрореактивного двигателя малой тяги

Изобретение относится к области энергетики, к электрореактивным двигателям. Способ управления расходом ионизационной плазмы при регулировании тяги электрореактивного двигателя малой тяги основан на изменении степени ионизации плазмы, определяющей величину потока, создающего тяговое усилие, для чего создают высокочастотное электрическое поле, воздействуют им на ионизационную плазму, вызванные полем механические колебания плазмы той же частоты измеряют и изменяют преобразованным сигналом скорость и величину потока до получения максимальной амплитуды механических колебаний плазмы и максимальной степени ее ионизации. Изобретение позволяет повысить КПД двигателя и снизить расход рабочего тела при регулировании тяги двигателя.

 

Изобретение относится к двигателям с реактивной тягой, в частности к двигателям с реактивной тягой, в которых использована плазма для получения реактивной тяги, и предназначено для регулирования тяги электрореактивного двигателя,

Известен нейтронный двигатель малой тяги (см., например, "Control of а 30 cm diameter mercury bombardment thruster" AIAA PAPER №73-1079 of 02/01/1973), в котором регулирование тяги осуществляют изменением тока управляющего элемента двигателя.

Однако при увеличении силы тока для повышения величины тяги может произойти нарушение цепи управления двигателя.

Известен плазменный двигатель (см., например, патент США №3052088, кл. 60-202, 1960), использующий заряженные частицы для создания тяги особенно в космическом пространстве и обеспечивающий возможность регулирования скорости заряженных частиц, создающих требуемую величину тяги.

В этом двигателе при регулировании тяги двигателя не обеспечивается рациональное использование рабочего тела, т.к. в процессе работы не оценивается степень ионизации рабочего тела, что приводит к перерасходу рабочего тела, т.е. к снижению КПД двигателя.

Изобретение решает задачу повышения КПД двигателя, снижения расхода рабочего тела при регулировании тяги двигателя.

Для решения указанной задачи в способе управления расходом ионизационной плазмы при регулировании тяги электрореактивного двигателя малой тяги, основанном на изменении степени ионизации плазмы, определяющей величину потока, создающего тяговое усилие, создают высокочастотное электрическое поле, воздействуют им на ионизационную плазму, вызванные полем механические колебания плазмы той же частоты измеряют и изменяют преобразованным сигналом скорость и величину потока до получения максимальной амплитуды механических колебаний плазмы и максимальной степени ее ионизации.

Сущность способа заключается в том, что высокочастотное электрическое поле, воздействуя на рабочее тело, вызывает механические колебания плазмы той же частоты. Их измеряют и поддерживают максимальными по амплитуде, изменяя преобразованными механическими колебаниями магнитное и электрическое поля, воздействующие на ионизационную плазму, при этом увеличивается скорость и величина потока в плазме, т.е. увеличивается амплитуда колебаний плазмы и степень ее ионизации до получения максимальной амплитуды механических колебаний плазмы и максимальной ее ионизации.

Поскольку в предложенном способе при определенной степени ионизации плазмы за счет воздействия преобразованными измеренными механическими колебаниями плазмы, вызванными воздействием на нее высокочастотным электрическим полем, увеличивается скорость и величина потока, расход рабочего тела уменьшается, таким образом, для получения определенной тяги двигателя требуется меньший расход рабочего тела.

Повышение КПД достигается за счет получения максимальной амплитуды механических колебаний плазмы при минимальных затратах энергии.

Способ управления расходом ионизационной плазмы при регулировании тяги электрореактивного двигателя малой тяги, основанный на изменении степени ионизации плазмы, определяющей величину потока, создающего тяговое усилие, отличающийся тем, что создают высокочастотное электрическое поле, воздействуют им на ионизационную плазму, вызванные полем механические колебания плазмы той же частоты измеряют и изменяют преобразованным сигналом скорость и величину потока до получения максимальной амплитуды механических колебаний плазмы и максимальной степени ее ионизации.