[發明專利]一種微陰極電弧推進系統

有效

• 申請號: 201910858139.2
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110486243B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 魏立秋;丁永杰;韓亮;扈延林;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00;B64G1/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述推進系統包括：

電感器，在通電情況下進行充電，在充電完成后斷電形成反壓；

電源處理單元，與所述電感器連接，用于控制所述電感器的通或斷電；

推力器，設置在所述電感器內部，分別與所述電源處理單元和所述電感器連接，當所述電感器反壓時，在所述推力器的陰極與陽極之間形成脈沖電壓，所述推力器在所述脈沖電壓的作用下擊穿絕緣層，同時陰極被蒸汽化形成等離子體，所述等離子體在所述電感器形成的磁場下被引出形成反作用推力；

電源，分別與所述電感器、所述推力器和所述電源處理單元連接，所述電源用于給所述電感器和所述推力器提供電能；

所述電源處理單元包括：

IGBT，所述IGBT的發射極分別與所述電源的負極和所述推力器的陽極連接，所述IGBT的集電極分別與所述電感器和所述推力器的陰極連接；所述IGBT閉合時，所述電源對所述電感器充電，在充電完成后，所述IGBT斷開，所述電感器反壓，在所述推力器的陰極與陽極之間形成脈沖電壓；

脈沖發生器，與所述IGBT的柵極連接，用于控制所述IGBT的閉合與斷開。

2.根據權利要求1所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述電源處理單元還包括：保護器，設置在所述IGBT與所述電源之間，用于保護所述IGBT。

3.根據權利要求1所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述推力器的絕緣層的表面設置有導電薄膜，用于在所述脈沖電壓作用下加熱所述推力器的陰極，使得所述推力器的陰極蒸汽化，進一步加速形成等離子體，所述等離子體在所述電感器作用下被引出形成反作用推力，且所述等離子體有少量沉積在所述推力器的絕緣層表面形成新的導電薄膜。

4.根據權利要求1所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述電感器為空心電感器。

5.根據權利要求1所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述推力器為同軸型電弧推力器。

6.根據權利要求1所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述電感器的磁感應強度B的計算公式為：

通過公式H＝n×i/l計算出所述電感器的磁場強度H；

式中：n是所述電感器的線圈匝數，i是勵磁電流，l是所述電感器的線圈長度；

再通過公式B＝μ₀×H計算出所述電感器的磁感應強度B；

式中：μ₀是真空磁導率。

7.根據權利要求6所述的一種微陰極電弧推進系統，其特征在于，所述電感器的電感值L的計算公式為：

式中：d是所述電感器的線圈直徑。