[發明專利]一種基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器

有效

• 申請號: 201811190231.8
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109578233B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 崔偉勝;劉文正;高永杰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

1.一種基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，該脈沖等離子體推進器為同軸電極結構，包括：陰極、多陽極結構和絕緣部件，所述陰極通過接線柱與外電路的負高壓端子相連接，所述多陽極結構通過導線與外電路的地端相連接；

所述陰極為圓柱型結構，內嵌于所述絕緣部件的一端，用于在陰極三結合點處形成強電場，引發場致發射生成初始電子，并使初始電子轟擊所述絕緣部件和解吸附的氣體分子，生成等離子體貫穿真空間隙，形成真空弧；

所述多陽極結構包括：第一陽極和第二陽極，其中，

所述第一陽極為噴嘴狀結構，置于所述絕緣部件的另一端，用于在真空弧電流形成前維持陰極三結合點處的電場強度；

所述第二陽極為環狀結構，置于與所述陰極間隔預設距離的位置，用于完成放電過程；

所述絕緣部件為圓筒狀結構，包覆于所述陰極的外部，并嵌置于所述第一陽極的內部，用于提供生成等離子體的原料，以及對所述陰極和所述第一陽極進行絕緣和機械固定；

所述第一陽極的一端為筒狀，另一端為喇叭狀，所述絕緣部件內嵌于所述第一陽極筒狀部分的內部；

所述第一陽極為絕緣陽極，進行完全絕緣包裹處理；

所述第一陽極的筒狀部分內徑與所述絕緣部件的外徑相等；

所述第一陽極的軸線與所述陰極的中心軸線重合；

所述第一陽極，用于在電弧形成前維持陰極三結合點處的電場強度，抑制極間電壓的下降，使等離子體繼續生成。

2.根據權利要求1所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述陰極與所述絕緣部件緊密接觸，所述陰極的一端與所述絕緣部件的一端對齊；

所述陰極的另一端位于所述絕緣部件的內部，且與所述絕緣部件另一端管口的軸向距離為：0-20mm；

所述陰極的直徑為：1-20mm。

3.根據權利要求2所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述陰極采用高熔點的金屬材料制成，用于連通負高壓時，在陰極三結合點處釋放出初始電子。

4.根據權利要求2所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述絕緣部件的一端包覆所述陰極形成封閉結構，所述絕緣部件的另一端內嵌于所述第一陽極的內部形成空心結構；

所述絕緣部件的內徑與所述陰極的直徑相等；

所述絕緣部件的壁厚為：1-10mm。

5.根據權利要求4所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述絕緣部件采用聚四氟乙烯材質制成，用于在放電過程中被燒蝕，提供生成等離子體的原料；

所述陰極連通負高壓釋放出初始電子時，初始電子轟擊所述絕緣部件和所述絕緣部件表面解吸附的氣體分子，在所述絕緣部件的圓筒內表面生成等離子體，其中，等離子體由二次電子和帶電粒子組成。

6.根據權利要求5所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述第二陽極為環狀，環狀內徑與所述陰極的直徑相同，環狀外徑與環狀內徑之差為10mm，其軸向長度小于其外徑；

所述第二陽極為遠端陽極，與所述陰極之間的軸線距離為：10-100mm；

所述第二陽極的軸線與所述陰極的中心軸線重合；

所述第二陽極完全裸露，用于與所述陰極電氣連通，形成電流層。

7.根據權利要求6所述的基于多陽極電極結構的燒蝕型脈沖等離子體推進器，其特征在于，所述電流層，用于對所述陰極與所述第二陽極之間的等離子體形成束縛。