Электрический реактивный двигатель для летательных объектов

Изобретение относится к двигателям летательных объектов. Электрический двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, электроды которого выполнены из проводящего материала, покрытого тонким слоем диэлектрика, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, сопло, электрический источник питания. Источником ионов для ускорителей служат растворы солей, ионы которых разделяются сепаратором заряженных частиц, ускоряются ускорителями заряженных частиц и вылетают из двигателя с большой скоростью, создавая тягу электрического реактивного двигателя. Изобретение позволяет уменьшить расходы электроэнергии на операции, не связанные с ускорением ионов и их рекомбинацией. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателям летательных объектов в воздушном пространстве и космосе и может быть использовано при конструировании самолетов и объектов, летающих на Луну, к ближайшим к Земле планетам.

Существующие плазменно-ионные двигатели имеют камеры для ионизации рабочей среды и ускорители заряженных частиц, патент RU 2246035 и патент RU 2162958. Двигатели этого типа имеют большие затраты электроэнергии на ионизацию рабочего тела и получение плазмы, что является существенным недостатком, так как увеличивает мощность источника питания, вес двигателя и снижает КПД.

Изобретение, описанное в патенте RU 2543103 С2, взятое в качестве прототипа, содержит корпус, закрепленные жестко на наружной поверхности корпуса газоразрядную камеру и ионно-оптическую систему и катод-нейтрализатор, установленный на корпусе. При этом корпус ионного двигателя имеет торообразную форму, причем катод-нейтрализатор установлен по центральной оси корпуса, электроды ионно-оптической системы и газоразрядная камера выполнены кольцеобразной формы, при этом их внутренние поверхности по периметру, жестко закреплены на внутренней поверхности корпуса ионного двигателя. Изобретение позволяет повысить вибропрочность и увеличивает КПД.

Несмотря на улучшения ионного двигателя и повышение КПД, и в данном ионном двигателе присутствуют расходы электроэнергии на питание газоразрядной камеры и катода-нейтрализатора.

Целью настоящего изобретение является создание электрического реактивного двигателя для летательных объектов без газоразрядной камеры и катода-нейтрализатора, и уменьшение расходов электроэнергии на операции не связанные с ускорением ионов и их рекомбинацию.

Предлагаемый электрический двигатель для летательных объектов содержит сепаратор заряженных частиц, электроды которого выполнены из проводящего материала и покрыты тонким слоем диэлектрика, предварительные ускорители с модуляторами, ускорители заряженных частиц, сопло, которое выполняет и функцию нейтрализатора.

Предлагаемый электрический реактивный двигатель работает следующим образом. В сепаратор заряженных частиц 4, фиг. 1, из бака с топливом, которое представляет собой концентрированный раствор соли с ионными связями, поступает нейтральный раствор солей в виде смеси положительных и отрицательных ионов и растворителя. Бак на рисунке не показан. Положительные и отрицательные ионы притягиваются электрическим полем электродов 1 сепаратора, которые покрыты тонким слоем диэлектрика 2, и образуют слои положительных и отрицательных ионов. Вокруг отрицательного электрода образуется слой положительных ионов, вокруг положительного электрода слой отрицательных ионов. Фильтры заряженных частиц 3, дополнительно препятствуют проникновению ионов одноименного знака к электродам сепаратора, к положительному электроду - положительных ионов и к отрицательному - отрицательных ионов.

Из области электродов сепаратора положительные и отрицательные ионы поступают в предварительные ускорители 5, имеющие модуляторы. При помощи электрического поля предварительных ускорителей, через модуляторы, ионы поступают в предварительный усилитель и ускоряются полем электродов. При этом изменением напряжения модуляторов и электродов предварительных ускорителей можно управлять величиной потока ионов и мощностью двигателя. Предварительно ускоренные ионы поступают в ускорители заряженных частиц 6, положительные ионы поступают в ускоритель положительно заряженных ионов, отрицательные в ускоритель отрицательно заряженных ионов. При этом могут применяться разные типы ускорителей, в том числе и высоковольтные линейные ускорители, как с пучком ионов круглой формы, так и в виде ленты. При этом ленточный пучок ионов фокусируется плоскими цилиндрическими линзами или квадрупольными линзами. Разделенные в сепараторе заряженных частиц ионы, после ускорения в ускорителе, нейтрализуются в сопле 7. Сопло одновременно с функцией формирования потока ускоренных частиц, выполняет функцию нейтрализации заряженных частиц, ионов.

Ионы могут выбрасываться из ускорителей и в атмосферу. Токи положительных и отрицательных ионов должны быть равными, чтобы исключить заряд летательного объекта.

Электрический реактивный двигатель, содержащий сепаратор заряженных частиц, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, сопло, электрический источник питания, отличающийся тем, что источником ионов для ускорителей служат растворы солей, ионы которых разделяются сепаратором заряженных частиц, ускоряются ускорителями заряженных частиц и вылетают из двигателя с большой скоростью, создавая тягу электрического реактивного двигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано в электроракетных двигателях, а также в технологических плазменных ускорителях, применяемых в вакуумно-плазменной технологии.

Изобретение относится к области космической техники. Плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов включает по меньшей мере один катод-компенсатор, разрядную систему, содержащую разрядную камеру, образованную со стороны выхода внутренним и наружным кольцами, примыкающими соответственно к внутреннему и наружному торцам полого магнитного анода.

Изобретение относится к области электрических двигателей, в частности двигателей на эффекте Холла, и, в частности, касается средств контроля расхода рабочего тела, подаваемого в электрический двигатель, в рамках применения для космического аппарата.

Изобретение относится к электрореактивным двигателям импульсного типа и ДУ на их основе, использующим жидкофазные рабочие тела. Двигательная установка с импульсным электрическим реактивным двигателем состоит из собственно ЭРД импульсного действия с электродами и линейным разрядным промежутком на подвижной поверхности, бака хранения жидкого рабочего тела, трубопровода подачи рабочего тела с насосом подачи к капиллярному фитилю перед разрядным промежутком, после разрядного промежутка с подвижной поверхностью контактирует фитиль, сообщенный с трубопроводом отсоса рабочего тела, снабженного насосом и соединенного с баком хранения рабочего тела, зарядного устройства и накопителя электрической энергии емкостного типа.

Изобретение относится к двигателям космических аппаратов. Абляционный импульсный плазменный двигатель (АИПД) содержит параллельно расположенные плоские катод и анод, образующие разрядный канал.

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к полым катодам, работающим на газообразных рабочих телах, и может быть использовано в электрореактивных двигателях для нейтрализации ионного потока, а также в технологических источниках плазмы, предназначенных для ионно-плазменной обработки поверхностей различных материалов в вакууме, а также в качестве автономно функционирующего источника плазмы.

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к полым катодам, работающим на газообразных рабочих телах, и может быть использовано в электрореактивных двигателях для нейтрализации ионного потока, а также в технологических источниках плазмы, предназначенных для ионно-плазменной обработки поверхностей различных материалов в вакууме, а также в качестве автономно функционирующего источника плазмы.

Изобретение относится к цепям питания электроракетного двигателя. Цепь (400, 700, 800) содержит первый источник (402) питания, подающий первый ток на нагрузку (470) в течение первого периода времени («ПВ»); второй источник (416) питания, подающий второй ток на указанную нагрузку в течение второго ПВ; однонаправленный токовый клапан («ОТК»), включенный последовательно с первым источником питания; детектор (420, 702, 802) тока, включенный последовательно с (ОТК) (422); и выключатель (424), включенный параллельно последовательной цепи указанных детектора тока и ОТК, чтобы шунтировать ОТК во второй ПВ.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано в электроракетных двигателях, в частности в стационарных плазменных двигателях (СПД), а также в технологических плазменных ускорителях, применяемых в вакуумно-плазменной технологии.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей, в частности к системе хранения и подачи рабочего тела. В системе хранения и подачи иода, содержащей сообщенную с электроракетным двигателем трубопроводом, включающим клапан и нагреватели, цилиндрическую емкость с иодом, со стороны, противоположной трубопроводу, снабженную загрузочным фланцем и подпружиненным относительно него поршнем, контактирующим с другой стороны с кристаллическим иодом.

Изобретение относится к двигателям летательных объектов. Электрический двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, электроды которого выполнены из проводящего материала, покрытого тонким слоем диэлектрика, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, сопло, электрический источник питания. Источником ионов для ускорителей служат растворы солей, ионы которых разделяются сепаратором заряженных частиц, ускоряются ускорителями заряженных частиц и вылетают из двигателя с большой скоростью, создавая тягу электрического реактивного двигателя. Изобретение позволяет уменьшить расходы электроэнергии на операции, не связанные с ускорением ионов и их рекомбинацией. 1 ил.

Наверх