Установка для инжекции плазмы в ионосферу Советский патент 1992 года по МПК H05H1/54 

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, а именно к установкам для инжекции плазмы в ионосферу.

Известна плазменная установка, состоящая из двух идентичных генераторов плазмы, блоков коммутации и управления, запускающих режим генерации плазмы. Недостатком этой плазменной установки является низкая концентрация заряженных частиц, сложное управление При использовании этой установки для ионосферных экспериментов возникают трудности с ее запуском за короткое время, а также поток плазмы с низкой концентрацией заряженных частиц не позволяет оказать заметное влияние на ионосферу.

Также известна установка для экспериментов Комби-плазма по исследованию взаимодействия плазменной струи с ионосферой, состоящая из инжектора плазмы, имеющего анод, полый катод, пассивную капиллярную систему подачи рабочего тела (цезия) и экзотермические нагреватели анодного и катодного узлов, и систем электропитания и управления.

Недостатком этой установки является также низкая концентрация заряженных частиц вследствие малого расхода рабочего тела 0,03-0,05 г/с.

VJ VJ 00 О

Ј

Целью настоящего изобретения является увеличение концентрации заряженных частиц в инжектируемом потоке плазмы. Указанная цель достигается тем, что в герметичном корпусе нагревателя установлена, по крайней мере, одна разрушаемая заглушка с температурой разрушения 300...400°С в полом катоде со стороны подачи рабочего тела расположен испаритель, выполненный из микропористого тугоплавкого материала с размером пор от 10 мкм до 100 мкм, при этом система хранения и подачи рабочего тела выполнена в виде газовы- теснительной системы с эластичной разделительной мембраной, причем жидкостная полость газовытеснительной системы заполнена сплавом щелочных Металлов с температурой плавления ниже -20°С и соединена с полым катодом через трубопровод-дроссель, а газовая полость подключена к ресиверу с газом.

С целью упрощения конструкции, разделительная эластичная мембрана выполнена из фторокаучуковой резины.

С целью повышения безопасности эксплуатации установки дополнительно содержит предохранительное реле, настроенное на заданное значение атмосферного давления и подключенное между блоком управления и блоком электропитания.

На чертеже изображена блок-схема установки. Установка состоит из торцевого плазменного ускорителя 1 с полым катодом 2, анодом 3, экзотермическим стартовым нагревателем 4, в корпусе которого установлены разрушаемые заглушки 5 с температурой разрушения 300...400°С, испарителем рабочего тела 6 из тугоплавкого микропористого материала, трубопровода-дросселя 7, системы хранения и подачи рабочего тела 8, заправленной сплавом щелочных металлов с температурой плавления ниже минус 20°С, 9, разделительной мембраной 10, ресивера с газом 11, блока питания 12, блока управления 13, блока высотных реле 14, выключателя 15, клапана системы подачи 16.

Работа установки начинается с замыкания ключа 15 и подачи электропитания на блок управления 13. Однако, это возможно только при замыкании контактов блока высотных реле 14, которые замыкаются при давлении, которое соответствует высоте 10 км над уровнем моря.

После включения блока управления 13, он, по заданной циклограмме, подает напряжение на полый катод 2 и анод 3 плазменного ускорителя, приводит в действие экзотермический стартовый нагреватель 4 с

заглушками 5, предотвращающими выход горячих газов из корпуса нагревателя в течение 2...3 с, тем самым повышают теплопередачу от нагревателя к катоду, и открывает

клапан 16, который открывает доступ рабочего тела к испарителю 6 из тугоплавкого микропористого материала с размером пор от 10 мкм до 100 мкм, что позволяет испарить без кипения внутри пор сплава щелочных металлов без изменения соотношения компонентов сплава в паре. Рабочее тело испаряется, а затем поступает в разрядную полость между анодом 3 и катодом 2, где загорается электрическая дуга, и образовавшаяся плазма инжектируется через сопло анода.

Формула изобретения

1.Установка для инжекции плазмы в ионосферу, содержащая торцевой плазменный ускоритель с анодом, полым катодом, коаксиально которому, вплотную к его внешней поверхности, установлен экзотермический стартовый нагреватель в герметмчной корпусе, систему хранения и подачи рабочего тела, содержащего щелочные металлы, соединенную с полым катодом, блоки электропитания и управления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения

концентрации заряженных частиц в инжектируемом потоке плазмы, в герметичном корпусе нагревателя установлена, по меньшей мере, одна разрушаемая заглушка с температурой разрушения (300-400)°С, в

полом катоде со стороны подачи рабочего тела расположен испаритель, выполненный из микропористого тугоплавкого материала с размером пор от 10 мкм до 100 мкм, при этом система хранения и подачи рабочего тела выполнена в виде газовытеснитель- . ной системы с эластичной разделительной мембраной, причем жидкостная полость газовытеснительной системы заполнена сплавом щелочных металлов с температурой

плавления ниже -20°С и соединена с полым катодом через трубопровод-дроссель, а газовая полость подключена к ресиверу с га5.0М.

2.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что, с целью упрощения конструкции, разделительная эластичная мембрана выполнена из фторокаучуковой резины.

3.Установка поп.1,отличающая- с: я тем, что, с целью повышения безопасности эксплуатации, дополнительно содержит предохранительное реле, настроенное на заданное значение атмосферного давления и подключенное между блоком управления и блоком электропитания.

2 S

Использование, ракетно-космическая техника, установки для космических экспериментов. Сущность изобретения: торцовой плазменный ускоритель, входящий в состав установки для инжекции плазмы в ионосферу, содержит анод, полый катод, экзотермический стартовый нагреватель в герметичном корпусе, установленный вплотную к внешней поверхности полого катода. В герметичном корпусе установлена по меньшей мере одна разрушаемая заглушка с температурой разрушения (300-400)°С. Жидкостная полость газовытеснительной системы хранения и подачи рабочего тела заполнена сплавом щелочных металлов с температурой плавления ниже -20°С и соединена с полым катодом через трубопровод-дроссель. Разделительный элемент газовытеснительной системы выполнен из эластичного материала, в качестве которого может использоваться фторокаучуковая резина. Блок управления подключен к блоку электропитания через предохранительное реле, настроенное на значение атмосферного давления, которое соответствует высоте 100 км под уровнем моря. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл С