Электрический реактивный двигатель Российский патент 2020 года по МПК F03H99/00 

Изобретение относится к электрическим реактивным двигателям, которые могут использоваться для полетов в воздушном пространстве Земли и в Космосе, в качестве двигателей для надводных судов и подводных лодок.

Изобретение может быть использовано при конструировании самолетов, морских судов, космических самолетов и аппаратов.

Существующие плазменно-ионные двигатели имеют камеры для ионизации рабочей среды, ускорители заряженных частиц, нейтрализаторы

Изобретение, описанное в патенте RU 2543103 С2, содержит корпус, закрепленные жестко на наружной поверхности корпуса газоразрядную камеру, ионно-оптическую систему и катод-нейтрализатор, установленный на корпусе.

Указанный в патенте RU 2543103 С2 двигатель имеет большие расходы электроэнергии на питание газоразрядной камеры и катода-нейтрализатора, что является существенным недостатком, так как увеличивает мощность источника питания, вес двигателя и снижает КПД.

Недостатки, связанные с газоразрядной камерой и катодом-нейтрализатором, отсутствуют в электрическом реактивном двигателе патент RU 2670344 С1, который взят в качестве прототипа.

Несмотря на отсутствие газоразрядной камеры, и катода-нейтрализатора, указанный электрический реактивный двигатель имеет существенный недостаток в том, что нельзя менять направление вылетающих из сопла ускоренных частиц. Другим недостатком электрического реактивного двигателя патент RU 2670344 С1, являются неуправляемость нейтрализацией ускоренных заряженных частиц. Нейтрализация происходит за счет притяжения положительно и отрицательно заряженных частиц и за счет пересечения их траекторий полета.

Целью настоящего изобретения является создание электрического реактивного двигателя, в котором можно управлять направлением вылета из двигателя как заряженных, так и нейтрализованных частиц, изменением наклона сопла, так и режимом работы квадрупольной линзы, установленной в сопле.

Предлагаемый электрический реактивный двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, электрический источник питания, сопло. Сопло выполнено в виде квадрупольной линзы и может наклоняться в любую сторону, относительно направления потока, влетающих в сопло заряженных частиц. Вместо квадрупольной линзы в сопле может быть установлена фокусирующая (сжимающая) ускоренные заряженные частицы катушка.

Предлагаемый электрический реактивный двигатель работает следующим образом.

Из сепаратора 1, Фиг. 1, положительно и отрицательно заряженные частицы, через модуляторы 2, при помощи электрического поля предварительных ускорителей 3, заряженные частицы поступают в предварительные ускорители и ускоряются полем электродов. При этом изменением напряжения модуляторов и электродов предварительных ускорителей можно управлять величиной потока заряженных частиц и мощностью двигателя. Предварительно ускоренные заряженные частицы поступают в ускорители заряженных частиц 4, положительно заряженные частицы поступают в ускоритель положительно заряженных частиц, отрицательные в ускоритель отрицательно заряженных частиц. При этом могут применяться разные типы ускорителей, в том числе и высоковольтные линейные ускорители, как с пучком заряженных частиц круглой формы, так и в виде ленты. При этом ленточные пучки заряженных частиц фокусируются плоскими цилиндрическими линзами или квадрупольными линзами. Разделенные в сепараторе заряженных частиц и ускоренные частицы, после ускорения в ускорителе, вылетают из ускорителей в окружающую среду через сопло 5, создавая тягу электрического реактивного двигателя. Токи положительных и отрицательных заряженных частиц должны быть равными, чтобы исключить заряд самого двигателя.

Сопло, одновременно с функцией формирования потока ускоренных частиц, выполняет функцию нейтрализации заряженных частиц. Изменяя наклон сопла, можно менять направление вылета ускоренных частиц из двигателя. Катушки 6 и полюсные наконечники 7, квадрупольных линз сопла, позволяют создать необходимую форму магнитного поля внутри сопла. Изменяя режим работы квадрупольной линзы, можно изменять направление движения заряженных частиц в сопле, что повлияет на их направление полета после вылета из сопла.

Диэлектрическое покрытие 8 предназначено для исключения попадания воздуха из окружающей среды в пространство движения заряженных частиц при пуске и работе двигателя в земных условиях. Диэлектрическое покрытие 8 ограничивает количество воздуха, подверженного ионизации бомбардировкой ускоренных заряженных частиц, в начальный период пуска и при работе двигателя в атмосфере.

Изменяя ток катушек квадрупольной линзы сопла, можно создать режим, при котором из сопла будут вылетать раздельно, направленные в разные стороны, не нейтрализованные ускоренные заряженные частицы. Изменяя режим работы квадрупольной линзы можно дополнительно менять направление вылетающих из сопла как нейтрализованных в сопле частиц, так и заряженных. Учитывая, что частицы могут обладать большой энергией, в безвоздушном пространстве и в пространстве, где сопротивление движению частиц мало, пучки будут представлять большую опасность разрушению всего, что на их пути. Магнитное поле и притяжение Земли их нейтрализуют в воздушном пространстве, но через некоторое время.

Изобретение относится к электрическим реактивным двигателям, которые могут использоваться для полетов в воздушном пространстве Земли и в Космосе, в качестве двигателей для надводных судов и подводных лодок. Изобретение может быть использовано при конструировании самолетов, морских судов, космических самолетов и аппаратов. Целью настоящего изобретения является создание электрического реактивного двигателя, в котором можно управлять направлением вылета из двигателя как заряженных, так и нейтрализованных частиц, изменением наклона сопла, так и режимом работы квадрупольной линзы, установленной в сопле. Предлагаемый электрический реактивный двигатель содержит сепаратор заряженных частиц, предварительные ускорители заряженных частиц с модуляторами, ускорители заряженных частиц, электрический источник питания, сопло. Сопло выполнено в виде квадрупольной линзы и может наклоняться в любую сторону относительно направления потока влетающих в сопло заряженных частиц. Вместо квадрупольной линзы в сопле может быть установлена фокусирующая (сжимающая) ускоренные заряженные частицы катушка. Сопло, одновременно с функцией формирования потока ускоренных частиц, выполняет функцию нейтрализации заряженных частиц. Изменяя наклон сопла, можно менять направление вылета ускоренных частиц из двигателя. Катушки и полюсные наконечники квадрупольной линзы сопла, позволяют создать необходимую форму магнитного поля внутри сопла. Изменяя режим работы квадрупольной линзы, можно изменять направление движения заряженных частиц в сопле, что повлияет на их направление полета после вылета из сопла. Диэлектрическое покрытие 8 предназначено для исключения попадания воздуха из окружающей среды в пространство движения заряженных частиц при пуске и работе двигателя в земных условиях. Диэлектрическое покрытие 8 ограничивает количество воздуха, подверженного ионизации бомбардировкой ускоренных заряженных частиц, в начальный период пуска и при работе двигателя в атмосфере. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электрический реактивный двигатель, содержащий сепаратор заряженных частиц, предварительный ускоритель заряженных частиц с модулятором, ускоритель заряженных частиц, электрический источник питания, сопло, отличающийся тем, что сопло выполнено подвижным, с возможностью поворота так, что изменяет направление вылета ускоренных частиц из двигателя и содержит катушки и полюсные наконечники квадрупольной линзы.

2. Электрический реактивный двигатель по пункту 1, отличается тем, что в ускорителе установлена фокусирующая цилиндрическая линза.