[发明专利]一种会切磁场等离子体推力器

权利要求书

1.一种包括有换热装置的会切磁场等离子体推力器，其特征在于：包括电离通道、永磁体、阳极、空心阴极、导磁环、定位环和外壳，在所述电离通道的底部设置阳极、出口设置空心阴极，在所述电离通道的外壁与所述外壳之间的区域从所述电离通道的底部至出口方向依次设置有第一、第二、第三和第四永磁体，在每相邻两个永磁体之间设置有导磁环，并且每个所述导磁环圆环体的外环面均与各自对应的定位环的内环面相配合且两者结合为一体；至少一个所述永磁体在沿电离通道一侧的侧壁纵截面为直梯形，使得所述电离通道从其底部至出口方向的内径呈依次离散式阶梯增加，此时的所述电离通道内径突变位置可为相邻两个永磁体的连接位置，也可为侧壁纵截面为直梯形的单个永磁体的外径突变位置；或者至少一个所述永磁体在沿电离通道一侧的侧壁纵截面为矩形，相邻两个所述永磁体在沿电离通道一侧的侧壁截面呈直梯形排列，使得所述电离通道从其底部至出口方向的内径呈依次离散式阶梯增加，此时的所述电离通道内径突变位置仅为相邻两个永磁体的连接位置；

所述换热装置位于所述电离通道的外壁与至少一个所述永磁体靠近电离通道一侧的壁面之间所形成的空腔内，且该换热装置充满所述空腔；当电离通道内发生电离反应时，由所述电离通道的外壁传递至所述空腔内的热量被所述换热装置带离所述空腔，以避免所述永磁体的本体温度升高；

当空心阴极内的所述电子射入阳极并经过整个电离通道时，由阳极内的输送管输出的电离气体工质与电子发生碰撞；由于磁约束和磁尖端的磁镜作用，对于会切磁场等离子体推力器中的直通道壁面，电子会在两个磁尖端之间高速往复运动，所述电离通道的内壁面为内径依次离散增大的直梯形结构，可以使当在小内径壁面处的未电离的电子在磁尖端高速往复运动时，其与在更大一级的通道内径位置处的气体工质顺利发生电离，避免了该部分的气体工质以及电子因未电离而逃脱丢失，提高了电离通道内的电离效率。

2.根据权利要求1所述的推力器，其特征在于：所述换热装置内充满散热翅片，该散热翅片均匀并依次排列在所述换热装置内，所述空腔内的气体为流动气体，气体入口位于空腔内靠近所述阳极一端的底部，气体出口位于空腔内远离所述阳极一端的顶部。

3.根据权利要求1或2所述的推力器，其特征在于：当电离通道内发生电离反应时，由所述气体入口排入冷却气体，并同时由所述气体出口排出所述冷却气体，所述冷却气体流经所述换热装置内的散热翅片，以冷却因从所述电离通道外壁至所述永磁体的热传导而导致的高温散热翅片，以降低该散热翅片温度。

4.根据权利要求3所述的推力器，其特征在于：所述冷却气体为氦气。