[发明专利]一种无放电阴极的环型离子推力器

摘要

本发明公开了一种无放电阴极的环型离子推力器，属于离子推力器技术领域。所述的环型离子推力器包括环形放电室、环形栅极、环形永磁体组、进气口和中和器。工质气体从进气口进入到环形放电室内，在阳极和环形永磁体组的作用下电离成等离子体，并在环形栅极的作用下加速，最后和中和器发射的电子中和形成羽流产生推力。本发明通过上述设计，首先提高了喷入环形放电室内的电子分布的均匀性，进而提高了电离产生的等离子体的均匀性，进而增大了栅极的使用寿命。同时，由于电子分布的均匀性增加，推力器的放电更加稳定。此外，由于去掉了放电阴极，所以使得推力器的寿命可以进一步提高。

主权项

1.一种无放电阴极的环型离子推力器，其特征在于，所述的环型离子推力器包括环形放电室(1)、环形栅极(2)、环形永磁体组(3)、进气口(4)和中和器(5)；/n所述的环形放电室(1)包括外环阳极(101)、内环阳极(102)和底面阳极(103)；所述的外环阳极(101)为薄壁圆筒形，外环阳极(101)的一个端面上安装有圆板形结构的底面阳极(103)；所述的内环阳极(102)为薄壁圆筒形，内环阳极(102)安装在底面阳极(103)上，并位于外环阳极(101)内部；所述的外环阳极(101)、内环阳极(102)和底面阳极(103)轴线重合、相互之间电导通；所述的底面阳极(103)上开有多个环形分布的圆形进气口(4)，进气口(4)的间距相同；工质气体(6)通过进气口(4)进入外环阳极(101)和内环阳极(102)之间的区域放电生成等离子体；/n所述的环形栅极(2)包括屏栅极(201)、加速栅极(202)、绝缘体a(201)、绝缘体b(202)、绝缘体c(203)和绝缘体d(204)；所述的绝缘体a(201)为薄壁圆筒形，绝缘体a(201)的内外径与外环阳极(101)的内外径相同，绝缘体a(201)安装在外环阳极(101)的下游端部，绝缘体a(201)与外环阳极(101)轴线重合；所述的绝缘体b(202)为圆板形，绝缘体b(202)的外径与内环阳极(102)的外径相同，绝缘体b(202)中心处开有圆形通孔，绝缘体b(202)安装在内环阳极(102)的下游端部，绝缘体b(202)与内环阳极(102)同轴；所述的屏栅极(201)为环形板结构，屏栅极(201)上分布多个直径相同的圆形通孔，屏栅极(201)的内径与内环阳极(102)的内径相同，屏栅极(201)的外径与外环阳极(101)的外径相同，屏栅极(201)安装在绝缘体a(201)和绝缘体b(202)的下游端面上，屏栅极(201)与绝缘体a(201)同轴；所述的绝缘体c(203)结构与绝缘体a(201)结构相同，绝缘体c(203)安装在屏栅极(201)的下游端面上，绝缘体c(203)与屏栅极(201)同轴；所述的绝缘体d(204)结构与绝缘体b(202)结构相同，绝缘体d(204)安装在屏栅极(201)的下游端面上，绝缘体d(204)与屏栅极(201)同轴；所述的加速栅极(202)为环形板结构，加速栅极(202)的内外径尺寸与屏栅极(201)结构相同；所述的加速栅极(202)上开有多个直径相同的圆形通孔，通孔的位置与屏栅极(201)通孔的位置相同；所述的加速栅极(202)安装在绝缘体c(203)和绝缘体d(204)的下游端面上，加速栅极(202)与屏栅极(201)同轴；/n所述的环形永磁体组(3)包括环形永磁体a(301)、环形永磁体b(302)、环形永磁体c(303)、环形永磁体d(304)、环形永磁体e(305)、环形永磁体f(306)、环形永磁体g(307)和环形永磁体h(308)；所述的环形永磁体a(301)、环形永磁体c(303)和环形永磁体e(305)安装在外环阳极(101)外表面，环形永磁体a(301)位于上游，环形永磁体e(305)位于下游，环形永磁体c(303)位于二者中间处；所述的环形永磁体b(302)安装在内环阳极(102)内表面与环形永磁体a(301)对应的位置处；所述的环形永磁体d(304)安装在内环阳极(102)内表面与环形永磁体c(303)对应的位置处；所述的环形永磁体f(306)安装在内环阳极(102)内表面与环形永磁体e(305)对应的位置处；所述的环形永磁体g(307)的直径大于环形永磁体h(308)的直径环形永磁体g(307)和环形永磁体h(308)安装在底面阳极(103)的上游端面上，并位于进气口(4)两侧；/n所述的中和器(5)为圆柱形安装在绝缘体b(202)和绝缘体d(204)的通孔内，中和器(5)可以向环型离子推力器外部发射电子(7)。/n