[发明专利]激光等离子体组合推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及航天航空领域，特别是涉及激光等离子体组合推进系统。

背景技术

由于深空探测技术的不断发展，对空间目标任务的要求不断提高，空间飞行任务的难度也在加大，比如行星际间探测等，这些空间任务的完成，要求探测器系统要具有智能化、效率高、更节能、使用寿命长、全天候的巡天、对探测目标探测准的优势，深空探测技术正朝更深的空间拓展，而深空探测任务的完成，要求火箭推进系统要具有效率高、更节能、使用寿命长的特点。

目前的电火箭推进系统采用化学燃料来驱动火箭升空的技术存在发射费用昂贵、载荷比较低、发射操作运转模式负责等问题，且电火箭推进系统在工程上的应用，已显示出化学能火箭推进系统难以达到的高比冲、高效率和长寿命等要求。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种高比冲、高效率和长寿命的激光等离子体组合推进系统。

一种激光等离子体组合推进系统，包括中性推进剂储存装置、等离子发生装置、高能脉冲激光发射装置、等离子加速装置、电流控制器、电源装置；所述中性推进剂储存装置中储存的推进剂经过所述等离子发生装置时，在高压电的作用下与电子碰撞形成等离子流；所述高能脉冲激光发射装置发射脉冲强激光对所述等离子流再电离，令所述等离子流的电离度增大，形成高能高速粒子流；所述等离子体加速装置通过磁场作用进一步加速所述高能高速粒子流；所述高能高速粒子流以高速喷出，产生反作用推力。

本发明提出的激光等离子体组合推进系统是对激光和等离子体两种推进系统的有效结合，能够为航天探测仪提供高比冲、高效率、长寿命的推进动力。

附图说明

图1为激光等离子体组合推进系统的结构示意图。

图2为激光等离子体组合推进系统的工作原理图。

图3为等离子发生装置的主视图。

图4为等离子发生装置的剖视图。

图5为等离子加速装置的工作原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明实施方式的激光等离子体组合推进系统，包括：中性推进剂储存装置10，等离子发生装置11，高能脉冲激光发射装置12，等离子加速装置13，电流控制器14，电源装置15。

请参阅图2，本发明提出的激光等离子体组合推进系统的工作原理，在高压电的作用下将电子从阴极向阳极发射并进入等离子发生装置，中性推进剂-氙气同时被注入等离子发生装置。氙原子和电子发生碰撞，碰撞后氙原子核周围的部分电子将被击开，使得氙原子被电离，经过脉冲强激光的再电离增加了电离度，然后经过等离子加速装置，使电离后的离子运动更快，形成高密度等离子流从离子发生器喷口喷出。最后经过中和器收集多余的电子并把它们注入喷出的等离子流中，防止发动机带上太多的正电荷，等离子流从发动机喷口高速喷出，产生反作用推力，推动深空探测器飞行。

请继续参阅图1，中性推进剂储存装置10设有储气罐101和流量控制泵102，该储气罐101储存中性推进剂氙气，该流量控制泵102与储气罐101连接，负责将中性推进剂输出至等离子发生装置11，并控制中性推进剂的流量，以保证中性推进剂以定量可控的方式进入等离子发生装置11。

等离子发生装置11与中性推进剂储存装置10相连，接收中性推进剂储存装置10提供的中性推进剂，使中性推进剂在高压电的作用下形成等离子流。