[发明专利]一种基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置

权利要求书

1.一种基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述推力装置包括：电离电极、中间电极、集电极、电离电源和加速电源；

所述电离电极、所述中间电极和所述集电极沿着临近空间气体的流动方向依次设置；所述电离电极与所述中间电极之间的区域为电离区，所述中间电极与所述集电极之间的区域为加速区；所述电离区和所述加速区的距离均可调；

所述电离电极与所述电离电源连接，所述中间电极与所述加速电源连接，所述集电极接地；

所述电离电源的电压高于所述加速电源的电压，所述电离电极的针尖曲率半径小于所述中间电极的针尖曲率半径；

通过调整所述电离电源输出电压的大小或所述电离区的距离提高所述电离区的带电粒子浓度；通过调整所述加速电源输出电压的大小或所述加速区的距离改变所述加速区的电场强度，从而使所述带电粒子在加速区的运动过程中完全与所述加速电场所在区域的中性气体分子发生碰撞并进行能量交换，形成离子风。

2.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述电离电极和所述中间电极均为单针结构；

所述电离电极与所述中间电极位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述电离电极为第一多针结构，所述中间电极为第二多针结构；

所述第一多针结构和所述第二多针结构位于同一平面上，所述第一多针结构中的针电极平行排列，所述第二多针结构中的针电极平行排列，所述第一多针结构中的针电极与所述第二多针结构中的针电极分别一一对应设置。

4.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述电离电极为第一多针结构，所述中间电极为第二多针结构；

所述第一多针结构中的针电极平行排列构成第一正三角形结构，所述第二多针结构中的针电极平行排列构成第二正三角形结构，所述第一正三角形结构的中心线与所述第二正三角形结构的中心线重合。

5.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述集电极为网电极结构；

所述中间电极垂直于所述网电极结构所在平面。

6.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述集电极为环电极结构；

所述中间电极的中心线与所述环电极结构的中心线重合。

7.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述电离区可电离成带电粒子的气体为氮气、氧气、二氧化碳、臭氧中的一种或几种组合。

8.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述电离电源为高压直流电源、高压交流电源、高压脉冲电源中的一种或几种组合。

9.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述加速电源为正直流电源、正极性脉冲电源中的一种或几种组合。

10.根据权利要求1所述的基于电离与加速过程解耦的离子风推力装置，其特征在于，所述推力装置还包括：电流互感器和示波器；

所述电流互感器的一次侧分别与所述集电极和地连接，所述电流互感器的二次侧与所述示波器连接；

所述示波器用于显示所述电流互感器的二次侧的电流。