[发明专利]航天器的磁推进器

说明书

技术领域

本发明属于空间环境技术领域，具体来说涉及一种利用磁场对航天器进行推进的装置。

背景技术

目前我国几乎所有航天器的轨道机动、轨道保持都是利用化学推进器。化学推进器必须使用推进剂，而受到运载火箭发射重量的限制，航天器所能携带的燃料是有限的。所以燃料问题就成为制约我国航天器长寿命的瓶颈。从世界航天技术的发展来看，各国都将特种推进技术作为研发的重点。以电推进技术为代表的新型推进技术已经应用在国外航天器上。但是电推进仍需要工质，不能摆脱受燃料限制的问题。

本发明利用的是电流在磁场中所受的洛伦兹力作用，为航天器提供动力。电流在磁场中会受到洛伦兹力的作用，满足以下公式：

F＝∫_LId1×B

地磁场磁力线是从地磁北极出发回到地磁南极的闭合曲线。航天器运行的轨道在地磁场范围内，当航天器上有通电直导线与磁场成一定角度时，该导线就会产生力的作用。从电动力学理论我们不难得到，受力的方向永远是垂直于磁力线的。也就是说理论上“磁发动机”可以提供除了沿磁力线方向外任何方向的动量增量。

要在长直导线中产生电流，就必须有电流回路的形成。而且这一回路不能在航天器内部形成，否则回路各边电流在磁场中共同受力的效果会相互抵消，无法提供动量的增量。航天器所在的空间环境中有一定浓度的等离子存在。等离子体是由正离子和电子组成的，可以为导电回路提供载流子。如附图3，当电子被负极收集从而形成导电通路，形成电流。

目前国外利用同一原理的航天器推进技术已经开展了一段时间，在机理和工程设计方面都取得了一定进展，但仍停留在理论研究和科学实验阶段。NASA，Nobie H.Stone等人在利用地磁场为航天器提供动力和发电方面进行了较多研究。开展了空间试验，得到了一些科学数据。Marshall中心的John A.Main等人设计了一种相同原理的空间系绳发动机，并对其力学性能进行了分析。

然而，目前都没有提出一种具体结构的航天器磁推进器，来实现磁场对航天器的推进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天器的推进器，该推进器结构简单，且较少地的受到燃料的限制。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的航天器磁推进器主要包括电源系统、驱动部件、可伸缩的金属杆、杆两端设置有金属球，电源系统与驱动部件上设置的导电环电连接，通过动连接的电刷电连接到金属杆和金属球上。

其中，驱动部件是使金属杆和金属球围绕对称中心旋转的驱动部件。

其中，金属球的直径为3-5m。

其中，金属杆长度范围为30m-50m。

其中，电源系统为直流电源，其电压范围优选300V-500V。

进一步，电源系统为磁发动机提供形成电流所必须的电动势。

本发明的航天器推进器的优点在于无需工质、寿命不受燃料影响且卫星所需携带的燃料量减少，降低了发射重量。

附图说明

图1是本发明的航天器推进器的结构示意图。

其中，1为金属球；2为金属杆；3为驱动部件；4为电源系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明，本领域的技术人员将会明白，实施方式仅为例示的目的，并不旨在对其保护范围进行任何限定。

参照图1，本发明的航天器磁推进器主要包括下部的电源系统4、电源系统4上设置有驱动部件3，驱动部件3用于驱动其上设置的金属杆2围绕杆的对称中心旋转，金属杆2可伸缩、杆两端分别设置有金属球1，电源系统4与驱动部件3上设置的导电环电连接并为驱动部件3供电，并通过动连接的电刷电连接到金属杆2和金属球1上。优选地，金属球1的直径为3-5m，且金属杆2的长度范围为30m-50m。并且，电源系统为直流电源，其电压范围优选在300V-500V。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。