JPH03145579A - マイクロ波共振加熱型イオンエンジン - Google Patents
マイクロ波共振加熱型イオンエンジンInfo
- Publication number
- JPH03145579A JPH03145579A JP28581689A JP28581689A JPH03145579A JP H03145579 A JPH03145579 A JP H03145579A JP 28581689 A JP28581689 A JP 28581689A JP 28581689 A JP28581689 A JP 28581689A JP H03145579 A JPH03145579 A JP H03145579A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- neutralizer
- ion engine
- main
- resonance heating
- Prior art date
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- Granted
Links
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 31
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、宇宙空間を飛翔する宇宙機に搭載される電気
推進機に関し、特に荷電粒子を静電的に加速することに
よって推力を得るイオンエンジンに関する。
推進機に関し、特に荷電粒子を静電的に加速することに
よって推力を得るイオンエンジンに関する。
従来、この種のイオンエンジンは、第２図に示すように
、Ｈ１進剤を電離させてメインプラズマ７および中和器
プラズマ８を生成するために、電極を用いた右？Ｒ極枚
重を利用していた。即ち、同図において、イオンエンジ
ンの推力を得る目的で静電的に加速されるイオンを仇給
するメインプラズマ７は、主ホローカンード２１によっ
て生成された電子をさらに７ノード２０まで加速させ、
この途中、加速された電子とＨＬ進通則のｉ！Ｉｉ７撃
によって坐戒された。また、イオンエンジンからイオン
が流出した後にイオンエンジン自身の電気的中性を保つ
ためにイオンの流れとともに流出する電子をυ（給する
中和器プラズマ８は、中和器ホローカンード２２を用い
て生成された。これらメインプラズマ７および中和器プ
ラズマ８を生成する過程において、従来のイオンエンジ
ンでは電極を用いた放電が利用された。
、Ｈ１進剤を電離させてメインプラズマ７および中和器
プラズマ８を生成するために、電極を用いた右？Ｒ極枚
重を利用していた。即ち、同図において、イオンエンジ
ンの推力を得る目的で静電的に加速されるイオンを仇給
するメインプラズマ７は、主ホローカンード２１によっ
て生成された電子をさらに７ノード２０まで加速させ、
この途中、加速された電子とＨＬ進通則のｉ！Ｉｉ７撃
によって坐戒された。また、イオンエンジンからイオン
が流出した後にイオンエンジン自身の電気的中性を保つ
ためにイオンの流れとともに流出する電子をυ（給する
中和器プラズマ８は、中和器ホローカンード２２を用い
て生成された。これらメインプラズマ７および中和器プ
ラズマ８を生成する過程において、従来のイオンエンジ
ンでは電極を用いた放電が利用された。
上述した従来のイオンエンジンは、電極を用いた枚重を
利用してるが、電極は放電とともに損耗していくので、
イオンエンジンの寿命は電極の寿命によって制約を受け
、その結果、従来のイオンエンジンの寿命は比較的短い
という欠点がある。
利用してるが、電極は放電とともに損耗していくので、
イオンエンジンの寿命は電極の寿命によって制約を受け
、その結果、従来のイオンエンジンの寿命は比較的短い
という欠点がある。
また、図２に示すように、従来のイオンエンジンは右電
極）ｌｉ Ｔ４を行なうために、主ホローカソード２１
、主陰掩キーパ２３、アノード２０、中和器ホローカソ
ード２２、中和器キーパ２４、などが必要であり、描込
的に複雑になるという欠点がある。さらに、電イ・ｋ寿
命の短さおよび構逍的複雑さから、イオンエンジン全体
としての信頼性が低いという欠点がある。
極）ｌｉ Ｔ４を行なうために、主ホローカソード２１
、主陰掩キーパ２３、アノード２０、中和器ホローカソ
ード２２、中和器キーパ２４、などが必要であり、描込
的に複雑になるという欠点がある。さらに、電イ・ｋ寿
命の短さおよび構逍的複雑さから、イオンエンジン全体
としての信頼性が低いという欠点がある。
本発明のマイクロ波ノ（振加熱型イオンエンジンは、従
来行なわれていなかったマイクロ波共振加熱によるメイ
ンプラスマフ 生成を行なうものである。このマイクロ波共振加熱によ
るメインプラズマおよび中和器プラズマの生成の過程に
おいては一切の）ｌｉ、正電極を用いていない。
来行なわれていなかったマイクロ波共振加熱によるメイ
ンプラスマフ 生成を行なうものである。このマイクロ波共振加熱によ
るメインプラズマおよび中和器プラズマの生成の過程に
おいては一切の）ｌｉ、正電極を用いていない。
次に図面な参照して本発明を説１．ｌＩＪする。第１図
は、本発１切のマイクロ波ｊ（振加熱型イオンエンジン
の一実施例を示す作動原理図である。同図におイテ、マ
イクロ波発振器１２およびその駆動電源３によって生成
されるマイクロ波は導波管１４によってキャビティ１５
に導入される。導入されたマイクロ波はキャヒティ１５
内で定在波を起こす。
は、本発１切のマイクロ波ｊ（振加熱型イオンエンジン
の一実施例を示す作動原理図である。同図におイテ、マ
イクロ波発振器１２およびその駆動電源３によって生成
されるマイクロ波は導波管１４によってキャビティ１５
に導入される。導入されたマイクロ波はキャヒティ１５
内で定在波を起こす。
この定７１：波のエネルギーが隔壁１３を伝わって隔ｊ
’＋”ｔ ｌ ３とスクリーングリッド１０の間および
中和２：（９内にある１イ［通則に吸収され、それぞれ
メインプラスマフおよび中和器プラズマ８を生成する。
’＋”ｔ ｌ ３とスクリーングリッド１０の間および
中和２：（９内にある１イ［通則に吸収され、それぞれ
メインプラスマフおよび中和器プラズマ８を生成する。
１＆されたメインプラスマフのうちプラスの電気をもつ
イオンはスクリーングリッド１０および加速グリッド１
１によって加速されイオンビームを形成スる。これがイ
オンエンジンの発生する推力となる。一方、中和器９内
において生成された中和器プラズマ８のうちマイナスの
電気を持つ電子は、イオンの流出後のイオンエンジン自
身の電気的中性を保つため、イオンビームに混入される
。
イオンはスクリーングリッド１０および加速グリッド１
１によって加速されイオンビームを形成スる。これがイ
オンエンジンの発生する推力となる。一方、中和器９内
において生成された中和器プラズマ８のうちマイナスの
電気を持つ電子は、イオンの流出後のイオンエンジン自
身の電気的中性を保つため、イオンビームに混入される
。
以−ヒ説ｊＬＩＪ したように、本発明のマイクロ波共
振加熱型イオンエンジンは、メインプラズマおよび中和
器プラズマの失戊過程において放電電極を用（・ていな
いため、寿命に関して従来の右電極ｊｌｉ ＴＭを利用
していたイオンエンジンが受けていたような電極狽粍に
よる電極寿命の制約を受けないという右利な点がある。
振加熱型イオンエンジンは、メインプラズマおよび中和
器プラズマの失戊過程において放電電極を用（・ていな
いため、寿命に関して従来の右電極ｊｌｉ ＴＭを利用
していたイオンエンジンが受けていたような電極狽粍に
よる電極寿命の制約を受けないという右利な点がある。
よって、本発明のマイクロ波具振型イオンエンジンは、
従来の有電極放電を利用していたイオンエンジンと比べ
て長寿命化できるという効果がある。また、従来のイオ
ンエンジンのようにメインプラズマおよび中和器プラズ
マを生成するための主ボローカソード、主陰極キーパ、
アノード、中和２ｇホローカソード、中和器キーパなど
を用いていないため横進的に簡単化できるという効果が
ある。さらに、電極寿命の長さおよび描込的簡単さから
、イオンエンジン全体としての信頼性が高くなるという
効果がある。
従来の有電極放電を利用していたイオンエンジンと比べ
て長寿命化できるという効果がある。また、従来のイオ
ンエンジンのようにメインプラズマおよび中和器プラズ
マを生成するための主ボローカソード、主陰極キーパ、
アノード、中和２ｇホローカソード、中和器キーパなど
を用いていないため横進的に簡単化できるという効果が
ある。さらに、電極寿命の長さおよび描込的簡単さから
、イオンエンジン全体としての信頼性が高くなるという
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すマイクロ波共振加熱型
イオンエンジンの作動原理図、第２図は従来の有電極放
電を利用してプラズマを生成するイオンエンジンの作動
原理図である。々お、図において、 １・・・・・・ＰＳＩニスクリーンクリッド電源（ビー
ム電源）、２・・・ＰＳ２：加速グリッド電源、３・・
・・・ＰＳ８：マイクロ波発振器駆動電源、４・・・・
ＰＳ６：中和２：（加熱電源、５・・・・・・推進剤供
給タンク、６・・・・絶縁器、７・・・・・・メインプ
ラズマ、８・中和２：＋プラズマ、９・・・・中和器、
１０・・・・・・スクリーングリッド、１１・・・・・
・加速グリッド、１２・・・マイクロ波発振器、１３・
・・・・・隔壁、１４・・・・・・導波管、１５・・・
・・キャビティ、１６・・・・・・ＰＳ３：数組電源、
１７・・・・・・ＰＳ５：主陰極キーパ電源、１８・・
・・・・ＰＳ４：主陰極加熱電源、１９・・・・・・Ｐ
Ｓ７：中和器キーパ？Ｅ源、２０・・・・・・アノード
、２■・・・・・主ポローカソード、２２・・・・・・
中和器ホローカンード、２３・・・・主陰極キーパ、２
４・・・・・・中和器キーパ である。 モミα単ミ
イオンエンジンの作動原理図、第２図は従来の有電極放
電を利用してプラズマを生成するイオンエンジンの作動
原理図である。々お、図において、 １・・・・・・ＰＳＩニスクリーンクリッド電源（ビー
ム電源）、２・・・ＰＳ２：加速グリッド電源、３・・
・・・ＰＳ８：マイクロ波発振器駆動電源、４・・・・
ＰＳ６：中和２：（加熱電源、５・・・・・・推進剤供
給タンク、６・・・・絶縁器、７・・・・・・メインプ
ラズマ、８・中和２：＋プラズマ、９・・・・中和器、
１０・・・・・・スクリーングリッド、１１・・・・・
・加速グリッド、１２・・・マイクロ波発振器、１３・
・・・・・隔壁、１４・・・・・・導波管、１５・・・
・・キャビティ、１６・・・・・・ＰＳ３：数組電源、
１７・・・・・・ＰＳ５：主陰極キーパ電源、１８・・
・・・・ＰＳ４：主陰極加熱電源、１９・・・・・・Ｐ
Ｓ７：中和器キーパ？Ｅ源、２０・・・・・・アノード
、２■・・・・・主ポローカソード、２２・・・・・・
中和器ホローカンード、２３・・・・主陰極キーパ、２
４・・・・・・中和器キーパ である。 モミα単ミ
Claims (1)
- マイクロ波共振加熱によってメインプラズマおよび中
和器プラズマを生成することを特徴とするマイクロ波共
振加熱型イオンエンジン
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28581689A JPH03145579A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | マイクロ波共振加熱型イオンエンジン |
| DE69026337T DE69026337T2 (de) | 1989-10-31 | 1990-10-30 | Ionenantrieb für Weltraumflüge |
| EP90120797A EP0426110B1 (en) | 1989-10-31 | 1990-10-30 | Ion thruster for interplanetary space mission |
| US07/606,984 US5146742A (en) | 1989-10-31 | 1990-10-31 | Ion thruster for interplanetary space mission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28581689A JPH03145579A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | マイクロ波共振加熱型イオンエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145579A true JPH03145579A (ja) | 1991-06-20 |
| JPH0573915B2 JPH0573915B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=17696459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28581689A Granted JPH03145579A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | マイクロ波共振加熱型イオンエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03145579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325896A (ja) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Uchu Kagaku Kenkyusho | マイクロ波放電式プラズマ・コンタクター |
| CN115492736A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-20 | 哈尔滨工业大学 | 无磁路微波同轴谐振离子推力器及推力形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6111470A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-18 | Toshiba Corp | イオン・エンジン |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP28581689A patent/JPH03145579A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6111470A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-18 | Toshiba Corp | イオン・エンジン |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325896A (ja) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Uchu Kagaku Kenkyusho | マイクロ波放電式プラズマ・コンタクター |
| CN115492736A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-20 | 哈尔滨工业大学 | 无磁路微波同轴谐振离子推力器及推力形成方法 |
| CN115492736B (zh) * | 2022-09-29 | 2024-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 无磁路微波同轴谐振离子推力器及推力形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573915B2 (ja) | 1993-10-15 |
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