[發(fā)明專利]一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110480095.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113062839A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹進(jìn)文;黃河激;孟顯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): F03H1/00
• 分類號(hào): F03H1/00
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，包括進(jìn)氣道，以及安裝在所述進(jìn)氣道上的磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)和電子束發(fā)生機(jī)構(gòu)；

其中，所述磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)用于在飛行環(huán)境中向所述進(jìn)氣道的進(jìn)氣端設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域發(fā)射電子束，將所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣體電離形成帶電粒子；

所述磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)用于在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)形成將所述帶電粒子捕集入所述進(jìn)氣道內(nèi)的磁場(chǎng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，所述電子束發(fā)生機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述進(jìn)氣道周向的至少一臺(tái)電子束發(fā)生器，所述電子束發(fā)生器均用于按照設(shè)定的發(fā)散角進(jìn)行擴(kuò)束后的電子束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，所述電子束發(fā)生器包括空心陰極以及電子引出電極，所述發(fā)散角通過(guò)改變電子引出電極的形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，每臺(tái)所述電子束發(fā)生器發(fā)射的電子束的發(fā)散角為θ；

其中，T_e，T_h，m_h，v_h和U分別是電子溫度、氣體溫度、原子質(zhì)量、氣體碰撞率和飛行器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，每臺(tái)所述電子束發(fā)生器發(fā)射的每道電子束的方向均朝向相對(duì)于所述進(jìn)氣道的來(lái)流方向，且每道電子束的所述方向向外偏離與所述進(jìn)氣道的軸向形成θ/2的夾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，所述磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)包括配置于所述進(jìn)氣道周向的均勻布置的多塊永磁體或環(huán)繞所述進(jìn)氣道周向的電磁線圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，所述磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)位于所述進(jìn)氣道周向靠近所述進(jìn)氣道的進(jìn)氣口位置處，以便在所述進(jìn)氣道的進(jìn)氣口處形成的磁噴管構(gòu)型的磁力線。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，還包括：

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于在所述飛行環(huán)境發(fā)生變化且其中的氣體成分發(fā)生變化時(shí)，對(duì)所述電子束發(fā)生機(jī)構(gòu)所發(fā)射的電子束的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以用于將新的飛行環(huán)境中目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣體電離形成帶電粒子。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，還包括：

飛行環(huán)境檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于通過(guò)對(duì)飛行環(huán)境的物理參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，確定所述飛行環(huán)境是否發(fā)生變化；

氣體成分檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于在確定所述飛行環(huán)境發(fā)生變化后，通過(guò)對(duì)新的飛行環(huán)境中的氣體成分進(jìn)行檢測(cè)，并與原飛行環(huán)境中的氣體成分進(jìn)行比對(duì)，以確定所述氣體成分是否發(fā)生變化。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置，其特征在于，還包括：

氣體密度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于對(duì)所述飛行環(huán)境中的氣體密度進(jìn)行檢測(cè)；

開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，用于在所述氣體密度低于設(shè)定的目標(biāo)閾值時(shí)，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)啟所述電子束發(fā)生機(jī)構(gòu)以及磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，否則關(guān)閉所述電子束發(fā)生機(jī)構(gòu)以及磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)。

11.一種根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的吸氣電推技術(shù)用電子束預(yù)電離增強(qiáng)吸氣裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括：

通過(guò)向飛行環(huán)境中目標(biāo)區(qū)域內(nèi)發(fā)射電子束，將所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣體電離形成帶電粒子；

其中，所述電子束的能量不低于所述氣體電離所需的第一電離能；

通過(guò)形成于進(jìn)氣道周?chē)拇艌?chǎng)為所述帶電粒子提供作用力，將所述帶電粒子捕集入所述進(jìn)氣道內(nèi)。