початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2246035
ІОННИЙ ДВИГУН КОШКІНА

Ім'я заявника: Кошкін Валерій Вікторович (RU)
Ім'я винахідника: Кошкін Валерій Вікторович (RU)
Ім'я патентовласника: Кошкін Валерій Вікторович (RU)
Адреса для листування: 117335, Москва, вул. Гарібальді, 21, корп.6, кв.55, В.В. Кошкіну
Дата початку дії патенту: 2003.05.30

Винахід призначений для використання в галузі космічної техніки в якості стаціонарних іонних двигунів, а й в вакуумно-плазмових технологіях. Космічний іонний двигун містить генератор надвисокої частоти (СВЧ), відкритий нізкодобротного резонатор, реактор, магнітну систему, що складається з верхнього кільцевого магніту і нижнього, замкнутих магнитопроводом, системи подачі газу. Тяга в іонному двигуні створюється шляхом генерації спрямованого прискореного пучка іонів, утворені іони ежектірующее із зони плазмоутворення об'ємним статичним зарядом позитивного знака, утвореним в результаті догляду електронів із зони плазмоутворення по силових лініях магнітного поля, сформованим магнітною системою.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області космічної техніки, а й до вакуумної іонно-плазмової обробки матеріалів в електроніці.

Відомий плазмовий двигун із замкнутим дрейфом електронів [1], який містить розрядну камеру, виготовлену з діелектричного матеріалу, в порожнині якої встановлено анод газорозподільник; магнітну систему і катод компенсатор.

Двигуни такого типу мають істотний недолік у вигляді високого розпилення стінок розрядної камери, що призводить до обмеження терміну роботи.

Найбільш близьким за технічною сутністю, прийнятим за прототип, є іонний реактивний двигун з електрон-циклотронним резонансом (ЕЦР) | 2], що має катод-нейтралізатор і прискорює електрод у вигляді сітки.

Недоліком описаної конструкції є використання катода-нейтралізатора і прискорює сітки, розпорошувати під час роботи, що істотно знижує термін використання двигуна.

Технічним результатом винаходу є космічний іонний двигун (фіг.1), який використовує в якості реактивної тяги щільний прискорений потік іонів, ежектіруемий з плазми.

Досягається це тим, що відкритий четвертьволновой СВЧ-резонатор (фіг.2), автоматично узгодить імпеданс навантаження плазми і генератора СВЧ, формує робочу моду Е ₀₁₀ і направляє СВЧ-випромінювання в область плазмоутворення. Резонатор, який є пристроєм введення СВЧ-енергії, являє собою порожню конструкцію у вигляді усіченого конуса, виконаного з міді або її сплавів. З умови резонансу, що геометричні розміри резонатора визначаються за формулою:

L _peз = 2R = (2р-1) _B / 4,

де p = 1,2 ...; _B - довжина хвилі у вакуумі [3].

Можливий діапазон перебудови резонатора задовольняє співвідношенням:

2,7 3,2R.

беручи значення

R ₁ = ₂ / 3,2, R ₂ = _B / 2,7, L = _B / 2,

отримуємо резонатор (фіг.2) з добротністю Q ₀ = 9-10.

При зміні провідності плазми і її імпедансу, що є навантаженням відкритого резонатора, змінюється його добротність. Зі збільшенням провідності плазми добротність резонатора Q ₀ падає, що призводить до автоматичного регулювання передачі СВЧ-енергії, дозволяючи використовувати різні види робочих газів і їх витрата.

Іонний двигун (фіг.1) містить генератор СВЧ (1), розташований безпосередньо на відкритому резонаторі (2), прилежащем до реактору (3) через діелектричне вакуумно-щільне вікно (8). У верхній частині реактора (3) розташоване магнітне кільце (4), замкнутий з зовнішньої сторони з нижнім магнітним кільцем (5) магнитопроводом (6).

Мікрохвильове випромінювання з робочою модою E ₀₁₀ [3] (напруженості електромагнітного поля аксіально-симетричні) надходить через діелектричне вікно (8) в зону плазмоутворення реактора (3), виробляючи іонізацію робочого газу.

Вектор електричної складової електромагнітної хвилі з модою Е ₀₁₀ (фіг.2) і прикладається магнітне поле в зоні плазмоутворення утворюють ортогональну систему, в якій реалізується ЕЦР. Разом з тим в схрещених електричних і магнітних полях відбувається дрейф центру обертання електронів [4] в напрямку, ортогональному [ЕХВ].

В цьому випадку електрон, обертаючись навколо силових ліній магнітного поля по циклотронним орбітах, одночасно дрейфує по спіралі до осі симетрії системи, що призводить до збільшення траєкторії руху електрона, підвищує тим самим кількість зіткнень з частинками, а отже, і ступінь іонізації робочого газу. Потім електрон залишає зону плазмоутворення, слідуючи силових лініях, утвореним магнітною системою (фіг.3), магнітні полюси якої різної полярності (фіг.1), замкнуті магнитопроводом (5) із зовнішнього боку реактора, створюють магнітне поле всередині реактора, контур силових ліній якого формується за рахунок незамкнутих полюсів магнітної системи, причому використовується тільки нижня складова магнітного поля, утвореного верхнім кільцем магнітів (4), прилеглих до резонатора.

Утворений в результаті догляду електронів надлишок іонів створює своїм просторовим зарядом потенціал позитивного знака, який, впливаючи на іони, створює їх прискорений спрямований потік [5].

"Швидкі" електрони, які отримали високу кінетичну енергію від СВЧ електричного поля, можуть вільно покинути реактор і піти у відкритий простір. Більша ж частина електронів, прийшовши по силових лініях до нижнього кільцевому магніту (5), виштовхується магнітним полем до центру симетрії в напрямку, перпендикулярному руху іонного потоку, де і відбувається його ефективна нейтралізація [6].

Зібрані в батарею іонні двигуни Кошкіна можуть служити в якості маршових двигунів космічних апаратів, призначених для тривалих перельотів до інших планет Сонячної системи.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Патент РФ №2191291 від 20.10.2000 р

2. Патент Японії JP 2856740 В2 від 09.06.1988 р

3. А.М. Чернушенко і ін. Конструкція екранів і НВЧ-пристроїв. М .: Радио и связь, 1990.

4. В.Є. Голант і ін. Основи фізики плазми. М .: Атомиздат, 1977 р

5. Е.А. Петров та ін. Джерело іонного потоку з НВЧ-плазми низького тиску. Фізика плазми, т.17. вип.11, 1991, стр.1369-1382.

6. За редакцією Ю.А. Рижова. Електричні ракетні двигуни. - М .: Світ, 1964 року

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Космічний іонний двигун, що містить генератор надвисокої частоти (СВЧ), розташований на резонаторі, прилежащем до реактору, і пристрій, що створює магнітне поле, що відрізняється тим, що резонатор виконаний у вигляді усіченого конуса, автоматично узгоджувального імпеданс плазми-навантаження і СВЧ-генератора, який формує і направляє робочу моду E ₀₁₀ в область плазмоутворення.

2. Космічний іонний двигун по п.1, що відрізняється тим, що пристрій, що створює магнітне поле, містить магнітну систему, магнітні полюси якої різної полярності, замкнуті магнитопроводом із зовнішнього боку реактора, створюють магнітне поле всередині реактора, контур силових ліній яких формується за рахунок незамкнутих полюсів магнітної системи, причому використовується тільки нижня складова магнітного поля, утвореного верхнім кільцем магнітів, прилеглих до резонатора.

Версія для друку
Дата публікації 14.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів