[发明专利]一种应用于大气层内的新型电晕放电离子推进器

说明书

本发明公开了一种应用于大气层内的新型电晕放电离子推进器，包括正极极板和负极极板，所述括正极板与负极极板互相平行设置，所述正极极板形状与负极极板完全相同、外形呈圆形，所述正极极板和负极极板分别固定连接在支架的上下两端，所述正极极板和负极极板上均匀分布有呈放射状的通气孔，正极极板与负极极板上的通气孔相互之间错开22.5°角，所述支架的周围固定连接有三块串联的电池和变压器。本发明通过优化电离子推进器结构和改变升压方案，通过支撑方案的优化降低了装置整体重量，通过抑制被电离的空气中和以及控制离子射流出的方向提升工作效率，有效解决了电晕放电离子推进器推重比过低的问题，设计合理，结构轻便，值得推广。

技术领域

本发明涉及离子推进器技术领域，具体为一种应用于大气层内的新型电晕放电离子推进器。

背景技术

随着航空航天技术的进步，人类将越来越多的心血放在了太空探索上。为了使航天器获得更大的速度、拥有更持久的续航，科学家们研制出了离子推进器。离子推进器具有噪音小、可靠性高等优点，自2002年以来一直被试图用于大气层内飞行器的推进，然而，由于其推重比过低，使其应用频繁受阻。目前大气中的离子推进器主要使用的是电晕放电离子风技术，被应用于电子设备、推进等方面应用。离子推进器可以不需要机械转动部件来转换电能，这既减小了机械振动和噪声，又能够解决电子器件的发热问题。另一方面，尽管离子电推进器所产生的推力十分微小，但是相比于化学燃料的发动机而言，具有工质喷射速度高，输出平稳，能量利用效率高等诸多优点。

现如今科学界对于电晕放电离子推进器的具体原理尚存在争议，主流说法为在电晕放电过程中，带电粒子在施加的电场中受到库仑力的作用，与中性分子发生碰撞并交换动量，中性分子和原子通过碰撞获得动量，与带电粒子一起运动，从而产生“离子风”，形成该气流的反作用力即为离子推进器的推力，推动离子推进器前进。

离子推进器主要由高压升压装置和离子加速器两部分组成，如果能够寻找出使离子推进器推重比最大化的技术方案，能够作为其他动力系统的辅助来达到减轻整体系统重量的目的，发展前景非常可观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于大气层内的新型电晕放电离子推进器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于大气层内的新型电晕放电离子推进器，包括正极极板和负极极板，所述括正极板与负极极板互相平行设置，所述正极极板形状与负极极板完全相同、外形呈圆形，所述正极极板和负极极板分别固定连接在支架的上下两端，所述正极极板和负极极板上均匀分布有呈放射状的通气孔，正极极板与负极极板上的通气孔相互之间错开22.5°角，所述支架的周围固定连接有三块串联的电池和变压器。

进一步地，所述变压器包括NE555脉冲发生器、升压线圈和桥式整流器，所述NE555脉冲发生器将电池的直流电直接转化为高频低压交流电，高频低压交流电经升压线圈磁耦合转化为高压交流电，所述桥式整流器将高压交流电再次转化为高压直流电供离子加速器部分使用。

进一步地，所述正极极板和负极极板包括一组扇形极片，相邻的扇形极片之间形成放射状的纵向气孔，所述纵向气孔中通过横向连接导线连接相邻的扇形极片。

进一步地，所述扇形极片中部设置有环形的横向气孔，所述横向气孔通过纵向连接导线连接扇形极片的内外两端。

进一步地，所述正极极板和负极极板的中心位置设置有中心通孔。

进一步地，所述支架包括一对平行设置的外环，所述外环内侧固定连接有一对十字型的支撑杆，两侧的外环之间通过一组连接杆固定连接。

进一步地，所述支架的圆周外壁上粘接有一组绝缘薄膜，所述绝缘薄膜封住正极极板与负极极板之间的间隙。

进一步地，所述正极极板的正上方设置有环形线圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：