[實用新型]基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820272053.2
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN207943184U
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建軍;譚勝;程玉強(qiáng);黃強(qiáng);張宇;李健;朱曉彬;歐陽;熊靖宇;杜忻洳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/26
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 朱桂花

1.基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：包括激光系統(tǒng)、靜電場組件、磁場組件；

所述靜電場組件包括靜電場加速電源、靜電場加速正極以及靜電場加速負(fù)極，所述靜電場加速電源的正負(fù)端分別通過導(dǎo)線連接靜電場加速正極和靜電場加速負(fù)極，所述靜電場加速正極和靜電場加速負(fù)極平行相對設(shè)置在磁場組件的磁場內(nèi)部，靜電場加速電源為靜電場加速正極和靜電場加速負(fù)極通電，在靜電場加速正極和靜電場加速負(fù)極之間建立電勢差，從而在兩者之間形成靜電場，以對激光燒蝕工質(zhì)產(chǎn)生的激光等離子體加速；

所述工質(zhì)設(shè)置在磁場組件的磁場內(nèi)部且與靜電場加速負(fù)極平行相對，所述磁場組件能夠產(chǎn)生垂直于工質(zhì)的磁場；磁場組件上開設(shè)有供激光束穿過的圓孔，所述激光系統(tǒng)發(fā)射的聚焦后的激光束穿過磁場組件上的圓孔垂直入射到磁場組件內(nèi)的工質(zhì)上，燒蝕與靜電場加速負(fù)極平行相對的工質(zhì)而產(chǎn)生激光等離子體；磁場組件產(chǎn)生的垂直于工質(zhì)的磁場形成限制激光等離子體膨脹的虛擬噴管，靜電場加速正極以及靜電場加速負(fù)極之間的靜電場對激光等離子體進(jìn)行加速噴出進(jìn)而形成推力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：所述激光系統(tǒng)包括給推力器輸出脈沖激光的脈沖激光器、光束調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述脈沖激光器其輸出端的正前方設(shè)置有光束調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)以及電源處理系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與脈沖激光器、光束調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及電源處理系統(tǒng)連接，電源處理系統(tǒng)連接靜電場加速電源、脈沖激光器，電源處理系統(tǒng)按照控制系統(tǒng)的指令為靜電場加速電源、脈沖激光器提供所需的電能；控制系統(tǒng)控制脈沖激光器的工作，且控制系統(tǒng)通過控制光束調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)而能夠調(diào)整脈沖激光束其聚焦后的光斑大小以及聚焦點位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：所述磁場組件包括兩塊平行相對設(shè)置的磁鐵，分別為1#磁鐵和2#磁鐵，兩塊平行相對設(shè)置的磁鐵能夠產(chǎn)生垂直于工質(zhì)的磁場。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：還包括工質(zhì)供給裝置，所述工質(zhì)供給裝置與工質(zhì)連接，能夠持續(xù)不斷的為推力器提供工質(zhì)；所述工質(zhì)為銅、鋁、銀或鐵。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：所述靜電場加速正極即工質(zhì)，工質(zhì)同時作為靜電場加速正極使用，靜電場加速電源的正負(fù)端分別通過導(dǎo)線連接工質(zhì)和靜電場加速負(fù)極，在工質(zhì)和靜電場加速負(fù)極之間建立電勢差，從而在兩者之間形成靜電場；

磁場組件中的1#磁鐵的內(nèi)側(cè)貼設(shè)有靜電場加速負(fù)極，2#磁鐵的內(nèi)側(cè)貼設(shè)有工質(zhì)，1#磁鐵、2#磁鐵、工質(zhì)以及靜電場加速負(fù)極的中心均在同一軸線上；工質(zhì)和靜電場加速負(fù)極的截面形狀、截面面積均相同；

靜電場加速負(fù)極的中心與1#磁鐵的中心重合且在這兩者的中心位置均開設(shè)有一供激光穿射的圓孔；所述激光系統(tǒng)發(fā)射的聚焦后的激光束穿過1#磁鐵以及靜電場加速負(fù)極的中心位置處開設(shè)的圓孔垂直入射到與靜電場加速負(fù)極平行相對的工質(zhì)的中心位置上，燒蝕工質(zhì)產(chǎn)生激光等離子體；兩塊平行相對設(shè)置的磁鐵間的垂直于工質(zhì)的磁場形成限制激光等離子體膨脹的虛擬噴管，工質(zhì)和靜電場加速負(fù)極之間的靜電場對激光等離子體進(jìn)行加速，加速后的激光等離子體從靜電場加速負(fù)極以及1#磁鐵其中心位置開設(shè)的圓孔噴出，進(jìn)而形成推力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬磁噴管的激光-靜電場耦合推力器，其特征在于：所述激光系統(tǒng)還包括羽流保護(hù)裝置，羽流保護(hù)裝置位于光束調(diào)節(jié)系統(tǒng)其輸出端的正前方。