[发明专利]电离加速一体化空间碎片等离子体推进器

权利要求书

1.一种电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，包括：粉碎机(1)、球磨机(2)、粉末颗粒充电系统(3)和推进器(4)；

所述粉碎机(1)的出口与球磨机(2)的入口相连通，粉末颗粒充电系统(3)固定在球磨机(2)出口处的内部，粉碎机(1)用于将空间碎片初步粉碎，球磨机(2)用于将初步粉碎的空间碎片粉碎为亚微米量级的粉末颗粒，粉末颗粒充电系统(3)用于使亚微米量级的粉末颗粒带上正电荷；其特征在于，

所述推进器(4)包括一号底座(5)、阳极(6)、二号底座(7)、外磁轭(8)、一号外磁极(9)、一号外线圈(10)、二号外磁极(11)、三号外磁极(12)、二号外线圈(13)、外套管(14)、内套管(15)、一号内磁极(16)、一号内线圈(17)、二号内磁极(18)、二号内线圈(19)、主轴(20)、三号内磁极(21)、阴极(22)和电源(23)；

所述主轴(20)的尾部固定在一号底座(5)上，二号底座(7)穿过主轴(20)固定在一号底座(5)上，一号内磁极(16)、二号内磁极(18)和三号内磁极(21)依次固定在主轴(20)上，一号内线圈(17)缠绕在一号内磁极(16)与二号内磁极(18)之间的主轴(20)上，二号内线圈(19)缠绕在二号内磁极(18)与三号内磁极(21)之间的主轴(20)上，且二号内线圈(19)与二号内磁极(18)之间留有距离；内套管(15)和外套管(14)的尾部均固定在二号底座(7)上；外磁轭(8)沿圆周方向均匀分布有四个，外磁轭(8)固定在一号底座(5)上，一号外磁极(9)和二号外磁极(11)固定在外套管(14)上，三号外磁极(12)固定在外磁轭(8)上，一号外线圈(10)缠绕在一号外磁极(9)与二号外磁极(11)之间的外套管(14)上，二号内线圈(19)缠绕在二号外磁极(11)与三号外磁极(12)之间的外套管(14)上，且二号外线圈(13)与二号外磁极(11)之间留有距离；阳极(6)固定在二号底座(7)上，阳极(6)上的推进剂注入管道穿过二号底座(7)和一号底座(5)与球磨机(2)的出口相连通，阴极(22)设置于推进器出口外磁轭(8)附近，电源(23)的负极与阴极(22)相连接，电源(23)的正极与阳极(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述的推进器(4)在工作时一号内线圈(17)、二号内线圈(19)和二号外线圈(13)中的电流方向均相同，一号外线圈(10)中的电流方向与一号内线圈(17)、二号内线圈(19)和二号外线圈(13)中的电流方向均相反。

3.根据权利要求2所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述阳极(6)与阴极(22)之间的放电电压为U_d，U_d＝200～1000V。

4.根据权利要求1所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述内套管(15)与外套管(14)之间的区域为等离子体放电通道，用于空间碎片粉末颗粒的电离和加速。

5.根据权利要求4所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，等离子体放电通道内的径向磁感应强度为B，B的数值在0.02T～0.1T之间，且B沿着放电通道的正梯度为200Gass/cm。

6.根据权利要求5所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述推进器(4)的几何结构参数为：h＝15mm，L＝62mm，d＝51mm。

7.根据权利要求6所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述一号内线圈(17)、二号内线圈(19)、一号外线圈(10)和二号外线圈(13)的横截面尺寸均为15mm×10mm。

8.根据权利要求7所述的电离加速一体化空间碎片等离子体推进器，其特征在于，所述一号外线圈(10)的横截面为15mm×4mm，电流为500A，电流密度为8.33A/mm²。