Особые способы и устройства для создания реактивной тяги, не отнесенные к другим подклассам – F03H

Изобретение относится к плазменному маневровому реактивному двигателю на основе эффекта Холла, используемому для перемещения спутников с помощью электричества. Плазменный реактивный двигатель на основе эффекта Холла содержит основной кольцевой канал ионизации и ускорения. Канал имеет открытый выходной конец. Двигатель также содержит, по меньшей мере, один катод, кольцевой анод, трубопровод с распределителем для подачи способного к ионизации газа в основной кольцевой канал и магнитную цепь для создания магнитного поля в основном кольцевом канале. Анод концентричен основному кольцевому каналу. Основной кольцевой канал содержит расположенные вблизи открытого выходного конца участок внутренней кольцевой стенки и участок наружной кольцевой стенки. Каждый из указанных участков содержит пакет расположенных рядом друг с другом проводящих или полупроводящих колец в виде пластин. Пластины разделены тонкими слоями изолирующего материала. Техническим результатом является устранение указанных в описании недостатков и, в частности, повышение долговечности плазменных реактивных двигателей на основе эффекта Холла при сохранении высокого уровня их энергетической эффективности. 9 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. Двигатель с замкнутым дрейфом электронов содержит разрядную камеру с анодом-газораспределителем. Анод соединен трубопроводом с системой подачи рабочего тела. Двигатель также содержит магнитную систему с магнитными полюсами. Система имеет по оси двигателя сквозную полость. При этом термокатод не связан с системой подачи рабочего тела. В двигатель включены, по крайней мере, одна катодная и две анодные тепловые трубы. Встроенные в анод-газораспределитель анодные тепловые трубы направлены в сторону, противоположную выходу из двигателя. При этом анодные тепловые трубы в своей хвостовой части охватывают катодную тепловую трубу. Катодная тепловая труба проходит через сквозную полость двигателя и установлена с зазором относительно нерабочей стороны катода. Катодная тепловая труба электрически изолирована от катода. В хвостовой части с внутренней стороны анодных тепловых труб установлен стартовый нагреватель. Стартовый нагреватель охватывает катодную тепловую трубу. Снаружи анодных тепловых труб и в примыкающей к катоду части катодной тепловой трубы смонтированы тепловые экраны. Тепловые экраны охватывают анодные тепловые трубы. Техническим результатом является увеличение КПД двигателя с замкнутым дрейфом электронов, за счет исключения потерь энергии на нагрев катода, а также увеличение надежности, за счет снижения температуры анода при работе двигателя на номинальном режиме. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электрореактивных двигателей, а именно, к широкому классу плазменных ускорителей (холловских, ионных, магнитоплазмодинамических и др.), использующих в своем составе катоды. Технический результат-повышение ресурса и надежности работы катода при больших токах разряда путем выравнивания температур эмитирующих электроны элементов и обеспечения равномерности распределения рабочего тела по этим элементам. Катод плазменного ускорителя по первому варианту содержит полые эмитирующие электроны элементы, трубопровод с каналами для подачи рабочего тела к полым эмитирующим электроны элементам, единый теплопровод, охватывающий с внешней стороны каждый из полых эмитирующих электроны элементов, выполненных в виде тела вращения. Материал теплопровода имеет коэффициент теплопроводности не ниже коэффициента теплопроводности материала этих элементов. Каждый из полых эмитирующих электроны элементов присоединен к отдельному каналу трубопровода, а в каждом канале со стороны подачи рабочего тела установлен дроссель, причем поперечные сечения отверстий дросселей выполнены одинаковыми.Во втором варианте изобретения единый теплопровод охватывает и с внешней стороны по всей длине образующей и по выходному торцу каждый из полых эмитирующих электроны элементов, выполненных в виде тела вращения. В выходном торце единого теплопровода выполнены отверстия, оси которых совпадают с осями полых эмитирующих электроны элементов, причем проходные сечения отверстий в едином теплопроводе не больше проходных сечений отверстий в полых эмитирующих электроны элементах.2 н.п. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области электрореактивных двигателей, а именно к классу плазменных ускорителей (холловских, ионных), использующих в своем составе катоды. При необходимости оно может быть использовано также в смежных областях техники, например, при проведении испытаний катодов для источников плазмы или катодов для сильноточных плазменных двигателей. Способ ускоренных испытаний катодов плазменных двигателей включает проведение автономных огневых испытаний катода, осуществление многократных включений катода, измерение его базовых параметров деградации, проведение испытаний в форсированном режиме работы катода. Испытания разбивают на этапы. При выполнении каждого этапа производят форсирование одного из факторов деградации катода при одновременном воздействии на катод всех остальных факторов деградации в эксплуатационном режиме. Форсирование каждого из факторов деградации осуществляют по меньшей мере один раз. Техническим результатом группы изобретения является осуществление комплексного учета воздействия всех базовых факторов деградации катода при проведении ускоренных ресурсных испытаний, существенное сокращение времени проведения ресурсных испытаний катода и обеспечение возможности исследования воздействия каждого фактора деградации на ресурсные характеристики катода. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к ядерным ракетным двигателям (ЯРД), и может найти применение в ракетах и аэрокосмических летательных аппаратах, предназначенных для выполнения долговременных беспосадочных полетов одновременно в атмосфере, в безвоздушном (стратосфере) и околоземном космическом пространстве. ЯРД включает ядерный реактор, теплообменную камеру с радиационно-защитным днищем, через которое герметично пропущены тепловоды. Теплообменная камера ЯРД выполнена секционированной, с нагревательными каналами, разделенными межсекционными стенками и связанными полостями с возможностью последовательного прохода рабочего тела через каналы всех секций до выхода в сверхзвуковое сопло или блок сопел. Технический результат - повышение удельной тяги и эффективности работы ЯРД, возможность использования маршевого рабочего тела в бортовых турбоагрегатах, турбоэлектрогенераторах и управляющих двигателях с сохранением их работоспособности при отключенном маршевом сопле. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к реактивным средствам перемещения преимущественно в свободном космическом пространстве. Предлагаемое средство перемещения содержит корпус (1), полезную нагрузку (2), систему управления и не менее одной кольцевой системы сверхпроводящих фокусирующе-отклоняющих магнитов (3). Каждый магнит (3) прикреплен к корпусу (1) силовым элементом (4). Предпочтительно использовать две описанных кольцевых системы, расположенных в параллельных плоскостях («друг над другом»). Каждая кольцевая система предназначена для длительного хранения циркулирующего в ней потока (5) высокоэнергичных электрически заряженных частиц (релятивистских протонов). Потоки в кольцевых системах взаимно противоположны и вводятся в эти системы перед полетом (на орбите старта). К выходу одного из магнитов (3) «верхней» кольцевой системы прикреплено устройство (6) для выведения части потока (7) во внешнее космическое пространство. Аналогично производится выведение части потока (9) через устройство (8) одного из магнитов «нижней» кольцевой системы. Потоки (7) и (9) создают реактивную тягу. Устройства (6) и (8) могут быть выполнены в виде отклоняющей магнитной системы, нейтрализатора электрического заряда потока или ондулятора. Техническим результатом изобретения является увеличение энергоотдачи рабочего тела, создающего тягу. 1 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к инерционным движителям, выполненным с возможностью создания реактивной тяги. Инерционный движитель содержит маховик, причем маховик содержит рабочее тело. Предусмотрена возможность вывода из маховика рабочего тела таким образом, чтобы на выходе из движителя рабочее тело двигалось в заданном направлении. Маховик в качестве рабочего тела содержит, по крайней мере, одну нить, а движитель содержит систему отделения от маховика участка нити. Системой предусмотрена возможность отделения от вращающегося маховика за счет центробежной силы участка нити таким образом, чтобы на выходе из движителя участок нити за счет центробежной силы отсоединялся от маховика, и отделенный участок нити, обладающий в момент отделения линейной скоростью вращения, после отделения с этой скоростью прямолинейного поступательного движения отделялся от движителя и создавал реактивную тягу. 34 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к пучковым технологиям и может быть использовано для компенсации (нейтрализации) пространственного заряда пучка положительных ионов электроракетных двигателей, в частности, для применения в двигательных установках микро- и наноспутников. Способ нейтрализации объемного заряда ионного потока электроракетной двигательной установки путем эмиссии электронов множественными автоэмиссионными источниками. Источники расположены вокруг каждого из электроракетных двигателей указанной установки. Управление токами эмиссии отдельных автоэмиссионных источников или групп указанных множественных автоэмиссионных источников производят независимо друг от друга. Техническим результатом является снижение расхода рабочего тела ЭРД, в том числе многорежимного ЭРД или многодвигательной установки, обеспечение минимального времени выхода на рабочий режим нейтрализации и быстрого переключения электронного тока согласовано с режимом работы такого ЭРД, оптимизирование транспорта электронов в область нейтрализации с тем, чтобы уменьшить расходимость ионного пучка

или отклонения его, изменяя таким образом направление ионной тяги. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к космической технике, к классу электрореактивных двигателей и предназначено для управления движением космических аппаратов малой (до 5 Н) тягой. Циклотронный плазменный двигатель содержит корпус плазменного ускорителя, соленоиды (катушки индуктивности), электрическую цепь с катодами-компенсаторами. При этом содержится автономный источник ионов, разделитель потоков электронов и ионов. Плазменный ускоритель представляет собой асинхронный циклотрон. Циклотрон разделен вдоль на дуанты двумя соосными парами параллельных сеток с зазорами. Дуанты создают однородные, равные и постоянные ускоряющие электрические поля взаимно противоположного направления векторов напряженности. Циклотрон имеет по числу основных направлений создания тяги выходные каналы плазменного ускорителя - основные переходники-ферромагнетики с катушками индуктивности. Выходные прямые газовые диэлектрические каналы двигателя соединены с основными переходниками через пропускные электроклапаны. Эти каналы соединены между собой переходниками-ферромагнетиками с катушками индуктивности. Техническим результатом является увеличение удельного импульса тяги с сохранением и возможным уменьшением массогабаритных характеристик двигательных установок на космических аппаратах при относительно невысокой мощности энергопотребления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и к плазменным технологиям и может использоваться в импульсных плазменных ускорителях, применяемых, в частности, в качестве электроракетных двигателей. Катод (1) и анод (2) эрозионного импульсного плазменного ускорителя (ЭИПУ) имеют плоскую форму. Между разрядными электродами (1 и 2) установлены две диэлектрические шашки (4), выполненные из абляционного материала. Торцевой изолятор (6) установлен между разрядными электродами в области размещения диэлектрических шашек (4). Устройство (9) инициирования электрического разряда подключено к электродам (8). Емкостный накопитель энергии (3) системы электропитания подключен через токоподводы к разрядным электродам (1 и 2). Разрядный канал ЭИПУ образован поверхностями разрядных электродов (1 и 2), торцевого изолятора (б) и торцевых частей диэлектрических шашек (4). Разрядный канал выполнен с двумя взаимно перпендикулярными срединными плоскостями. Разрядные электроды (1 и 2) установлены симметрично относительно первой срединной плоскости. Диэлектрические шашки (4) установлены симметрично относительно второй срединной плоскости. Касательная к поверхности торцевого изолятора (6), обращенной к разрядному каналу, направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. В торцевом изоляторе (6) выполнено углубление (7) с прямоугольным поперечным сечением. В углублении (7) со стороны катода (1) расположены электроды (8). Касательная к фронтальной поверхности углубления (7) направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Углубление (7) вдоль поверхности торцевого изолятора (6) имеет форму трапеции. Большее основание трапеции расположено у поверхности анода (2). Меньшее основание трапеции расположено у поверхности катода (1). На поверхности торцевого изолятора (6) выполнены три прямолинейные канавки, ориентированные параллельно поверхностям разрядных электродов (1 и 2). Технический результат заключается в увеличении ресурса, повышении надежности, тяговой эффективности, эффективности использования рабочего вещества и стабильности тяговых характеристик ЭИПУ за счет равномерного испарения рабочего вещества с рабочей поверхности диэлектрических шашек. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области плазменных двигателей. Устройство содержит, по меньшей мере: один главный кольцевой канал (21) ионизации и ускорения, при этом кольцевой канал (21) имеет открытый конец, анод (26), находящийся внутри канала (21), катод (30), находящийся снаружи канала на его выходе, магнитную цепь (4) для создания магнитного поля в части кольцевого канала (21). Магнитная цепь содержит, по меньшей мере, кольцевую внутреннюю стенку (22), кольцевую наружную стенку (23) и дно (8), соединяющее внутреннюю (22) и наружную (23) стенки и образующее выходную часть магнитной цепи (4), при этом магнитная цепь (4) выполнена с возможностью создания на выходе кольцевого канала (21) магнитного поля, не зависящего от азимута. Технический результат - повышение вероятности ионизирующих столкновений между электронами и атомами инертного газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электроракетному двигателю с замкнутым дрейфом электронов. Электроракетный двигатель с замкнутым дрейфом электронов содержит основной кольцевой ионизационный и ускорительный канал, по меньшей мере, один полый катод, кольцеобразный анод, трубку с коллектором для питания анода ионизируемым газом, и магнитную цепь для создания магнитного поля в основном кольцевом канале. Основной кольцевой канал образован вокруг оси ЭРД. Анод концентричен указанному основному кольцевому каналу. Магнитная цепь содержит, по меньшей мере, один аксиальный магнитопровод, окруженный первой катушкой и внутренним тыльным полюсным наконечником, образующим тело вращения, и несколько наружных магнитопроводов, окруженных наружными катушками. Указанная магнитная цепь дополнительно содержит по существу радиальный, наружный, первый полюсный наконечник, образующий вогнутую внутреннюю периферическую поверхность, и по существу радиальный, внутренний, второй полюсный наконечник, образующий выпуклую наружную периферическую поверхность. Указанные периферические поверхности представляют собой соответственным образом откорректированные профили. Эти профили отличаются от круговых цилиндрических поверхностей с целью образования между ними зазора переменной ширины. Максимальная величина зазора имеет место на участках, совпадающих с местоположением наружных катушек. Минимальная величина зазора имеет место на участках, расположенных между указанными наружными катушками, так чтобы создавалось равномерное радиальное магнитное поле. Техническим результатом является создание ЭРД высокой мощности с замкнутым дрейфом электронов, в котором одновременно реализовано хорошее охлаждение основного кольцевого канала, в указанном канале получено равномерное радиальное магнитное поле, и минимизирована длина провода, необходимого для обмоток, и минимизирована масса обмоток. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. В модели стационарного плазменного двигателя (СПД), содержащей кольцевую диэлектрическую разрядную камеру, с расположенным внутри нее кольцевым анодом-газораспределителем, магнитную систему и катод, внутри его разрядной камеры установлен дополнительный газораспределитель, выполненный в виде кольца, пристыкованного через изолятор к аноду-газораспределителю. В указанном кольце выполнены соосные глухие отверстия, равномерно расположенные по азимуту, каждое из которых закрыто крышкой, имеющей сквозное калиброванное отверстие. Каждое из глухих отверстий с крышкой образует емкость, наполненную кристаллическим йодом, причем дополнительный газораспределитель установлен внутри разрядной камеры так, что его калиброванные отверстия обращены к аноду-газораспределителю. Технический результат - возможность определения принципиальной возможности работы СПД на рабочем теле - йод - при минимальных доработках самого двигателя и исключении специальной системы подачи йода и нагревателей тракта подачи, что значительно сокращает средства и время, необходимые для первого этапа исследования работоспособности и характеристик стационарного плазменного двигателя на кристаллическом йоде. 2 ил.

Устройство для подачи пылеобразного рабочего тела в электроракетный двигатель относится к области электрических ракетных двигателей (ЭРД), в которых используют пыль в качестве рабочего тела для создания тяги. В устройстве для подачи пылеобразного рабочего тела в электроракетный двигатель пылеобразное рабочее тело хранится в одном или большем числе капсул, размещенных в магазине, имеется механизм для перемещения пылеобразного рабочего тела, который выполнен таким образом, что он имеет возможность вынимать капсулу из ячейки магазина и задвигать капсулу в ускоряющее пространство ЭРД и выдвигать капсулу обратно из ускоряющего пространства ЭРД. При этом капсула для хранения пылеобразного рабочего тела имеет обечайку из диэлектрического материала, донышко и быстросъемную крышку, которая имеет возможность сбрасываться вблизи первого, по ходу перемещения пылеобразного рабочего тела, ускоряющего электрода электроракетного двигателя. Изобретение позволяет исключить непосредственный контакт и трение механизмов с пылеобразным рабочим телом, регулировать подачу пылеобразного рабочего тела в ЭРД, а также уменьшить размеры ЭРД с пылеобразным рабочим телом. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к электрореактивным двигателям, использующим электронно-детонационный тип разряда. Двигатель состоит из анода и катода с разрядным промежутком между ними, заполненным жидким рабочим телом в виде пленки. Электроды анод и катод выполнены из магнитомягкого материала, а источник магнитного поля электрически изолирован от электродов магнитопроводами типа феррит. Изобретение позволяет повысить удельные характеристики и кпд двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области реактивных движителей. Центробежный движитель содержит вращающийся относительно оси вращения ротор и связанный с ним невращающийся относительно оси вращения ротора корпус с каналами в роторе и корпусе для прохождения по этим каналам рабочего вещества. Каналы ротора имеют входные концы для подачи в них рабочего вещества, наименее удаленные от оси вращения, и выходные концы, наиболее удаленные от оси вращения ротора. Каналы равномерно расположены по окружности относительно оси вращения ротора. Выходные концы каналов ротора расположены по отношению к входным концам каналов корпуса таким образом, что имеется возможность при вращении ротора направлять рабочее вещество непосредственно из выходных концов каналов ротора во входные концы каналов корпуса, равномерно расположенных по окружности относительно оси вращения ротора. Максимальная высота сечений входных концов каналов корпуса больше или равна максимальной высоте сечений выходных концов каналов ротора в плоскости, проходящей через ось вращения ротора. Собственные оси входных концов каналов корпуса направлены к ротору под углом, обеспечивающим минимальные потери скоростного напора рабочего вещества, исходящего от ротора к корпусу. Собственные оси выходных концов каналов корпуса направлены вдоль одного направления с возможным отклонением их относительно друг друга не более 45 градусов. Техническим результатом является повышение эффективности использования энергии, передаваемой рабочему веществу, повышение КПД и расширение областей применения устройства. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к системам космических объектов (КО) с передачей между ними энергии и импульса посредством лазерного излучения и может быть использовано для КО, на борту которых создаются условия микрогравитации на уровне ~10^-7 10^-8 ускорения на поверхности Земли. Система включает в себя космическую энергетическую станцию (КЭС) (1) с солнечными батареями (2) и четырьмя лазерными источниками излучения (4), а также КО (7) с приемно-преобразующим блоком (11, 12, 13), оптически связанным с этими источниками. Для ориентации, стабилизации и поддержания КЭС и КО на околоземной орбите предусмотрены двигатели (3, 9) малой тяги. Приемно-преобразующий блок имеет две пары приемных плоскостей (12, 13), симметрично расположенных относительно продольной оси КО, проходящей через его центр масс. Одна пара плоскостей (13) отвечает за движение КО (7) по углу рыскания, а другая пара (12) - за движение КО (7) по углу тангажа. Плоскости не выходят за пределы миделя КО. Любой из источников (4) может менять мощность своего излучения или быть переориентирован на любую приемную плоскость (12, 13). Таким ообразом, лазерная передача энергии (напр., постоянной для питания двигателей малой тяги) между орбитальными объектами позволяет одновременно управлять ориентацией и стабилизацией КО (7). Кроме того, уменьшается влияние возмущений (например, аэродинамических) на чистоту широкого класса экспериментов в условиях микрогравитации. Техническим результатом изобретения является улучшение качества производимых материалов, расширение их перечня, увеличение продолжительности экспериментов при низком уровне микрогравитации, снижение расхода топлива при функционировании системы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ управления обтеканием летательного аппарата характеризуется тем, что вблизи аэродинамической поверхности летательного аппарата периодически создают автоэмиссионные электроны плотностью более 1000 А/м² при напряженности электрического поля не менее 1 В/мкм, генерируют отрицательно заряженные ионы кислорода воздуха, ускоряют их электрическим полем распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы, и формируют поток ионизированного воздуха в окрестности аэродинамической поверхности и подъемную силу, действующую на летательный аппарат. Изобретение направлено на повышение энергоэффективности летательного аппарата. 2 ил.

Двойная турбонасадка является аналогом лопаточной машины (импеллера) и представляет из себя машину в машине, расположенные на одном (или соосных) валах. В конфузорных частях воздушный поток ускоряется лопатками конфузорных частей и направляется в диффузорные части, где два воздушных потока смешиваются лопатками диффузорных частей. Внешний привод двойной турбонасадки может быть как электрическим двигателем, так и двигателем внутреннего сгорания. Достигается создание большой скорости потоков воздуха при использовании эффектов Вентури или Лаваля. 1 ил.

Изобретения относятся к системе терморегулирования и ее использованию, в частности, в составе электроракетного двигателя. Устройство для отвода тепла содержит излучающие ребра (SS), выполненные заодно с кожухом (SM), и теплопроводящую систему (ТС). ТС изготовлена в основном из гиперэвтектического сплава Al-Si и содержит кольцевые элементы (LM) и (LP). Элементы (LP) соединены с полюсными наконечниками (PR), а элементы (LM) - с постоянными магнитами (MR). В местах этих и других соединений могут быть расположены теплопроводящие слои из более магнитомягкого материала (например, золота). Коэффициент теплового расширения элементов ТС отличается менее чем на 10% 30% от такового для несушей системы (полюсных наконечников и постоянных магнитов). На поверхности магнитов (MR), обращенных к стенке (KW) камеры, нанесено отражательное покрытие (RE), уменьшающее теплопередачу от стенки камеры к магнитопроводу. Покрытие (например, из золота) прерывается в продольном направлении у полюсных наконечников (PR). При работе ионного ускорителя стенка (KW) камеры нагревается и излучает тепло наружу в направлении магнитной системы. Тепло, поглощаемое магнитной системой, передается через магниты (MR), полюсные наконечники (PR) и ТС (элементы LP, РМ) на кожух (SM) и далее излучается ребрами (SS) в космическое пространство.

Технический результат изобретений состоит в достижении долговечного, механически прочного прилегания стыков теплопроводящих элементов друг к другу - для обеспечения хорошей теплопередачи в радиальном направлении, а в итоге - в создании более совершенных устройства для отвода тепловых потерь и ионного ускорителя с таким устройством. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

Мультипликатор инжекторного ускорителя (МИУ) состоит из тела вращения, капсуловидной полой конструкции, из легких, прочных, жаростойких сплавов металла. Вальцованные обечайки сварены во фрагменты, полученные конструкторским сечением плоскостями, перпендикулярными к оси устройства МИУ. Обечайки соединены между собой через кольцевые стяжные ребра жесткости путем стяжки их через высокопрочные болтовые соединения. Устройство крепится через жесткое крепление сзади за сопловым аппаратом реактивного двигателя и взаимодействует с ним в виде многоступенчатой (пять ступеней и более) конструкции последовательно соединенных камер с инжекторными сопряжениями. Камеры охвачены мощными электромагнитами (соленоидами) с установленными ионизаторами на входных диффузорах МИУ. Обеспечивается частичный возврат газовоздушной смеси и повторное прохождение в инжекторные сопряжения через каналы полости. Повышается сила тяги реактивного двигателя и эффективность использования топлива за счет более высокой скорости истечения реактивной струи. 6 ил.

Изобретение относится к воздушному транспорту с вертикальным взлетом и посадкой. Аппарат содержит корпус в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, силовую установку и средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления. Силовая установка выполнена в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы с устройствами автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности. Устройство автоэмиссии электронов и топливные элементы выполнены на основе углеродных нанотрубок. Отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха составляет примерно 50. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных характеристик и топливной эффективности летательного аппарата. 1 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может использоваться при разработке плазменных ускорителей с замкнутым дрейфом электронов и протяженной зоной ускорения (УЗДЭ). УЗДЭ содержит разрядную камеру (1) с наружной (2) и внутренней (3) диэлектрическими стенками. Стенки (2 и 3) образуют замкнутый в азимутальном направлении ускорительный канал с закрытой торцевой частью и открытой выходной частью. Анод-газораспределитель (4) установлен в ускорительном канале со стороны его закрытой торцевой части. Катод-компенсатор размещен за срезом ускорительного канала. Источники магнитодвижущей силы выполнены в виде электромагнитных катушек намагничивания (5, 6). Магнитопровод состоит из магнитопроводящих элементов (7) и сердечников (8 и 9). Наружный (10) и внутренний (11) магнитные экраны, выполненные из магнитомягкого материала, расположены с внешних сторон стенок (2 и 3) и окружают ускорительный канал со стороны его закрытой части. Наружные и внутренние магнитные плюса (12, 13, 14, 15) замкнуты в азимутальном направлении и расположены с внешних сторон стенок (2 и 3). Полюса разделены на две пары, каждая из которых образует межполюсный зазор. Полюса (12 и 13) первой пары образуют первый межполюсный зазор у среза ускорительного канала. Полюса (14 и 15) второй пары образуют второй межполюсный зазор в области между анодом-газраспределителем (4) и срезом ускорительного канала. Полюса (14 и 15) второй пары установлены с образованием зазоров относительно полюсов (12 и 13) первой пары и относительно магнитных экранов (10 и 11). Протяженность полюсов (14 и 15) второй пары составляет не менее половины ширины ускорительного канала.

Торцевые плоскости полюсов (14 и 15) со стороны среза канала совпадают с плоскостью поперечного сечения ускорительного канала, проходящей через зазор между торцевыми плоскостями магнитных экранов (10 и 11) и магнитных полюсов (12 и 13) первой пары. Технический результат - уменьшение потока ускоренных ионов, направленных на стенки разрядной камеры, и за счет этого повышение тяговой эффективности и увеличение ресурса УЗДЭ. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ионному ускорителю в качестве приводного устройства космического летательного аппарата. Ионный ускоритель содержит устройство для уменьшения воздействия положительно заряженных ионов на участок поверхности, ионизационную камеру и устройство для ионизации рабочего газа. Рабочий газ подается в ионизационную камеру. Также ионный ускоритель содержит электроды для электростатического ускорения образовавшихся ионов с помощью статического поля высокого напряжения и их испускания в виде плазменного пучка из выходного отверстия для пучка ионизационной камеры. Предусмотрена экранирующая поверхность. Экранирующая поверхность расположена с боковым смещением относительно выходного отверстия и окружает его. Также экранированная поверхность обращена к испускаемому плазменному пучку. Во время работы ионного ускорителя экранированная поверхность пространственно расположена между испускаемым плазменным пучком и элементами с потенциалом массы. Элементами являются внешние поверхности космического летательного аппарата с потенциалом массы. Экранированная поверхность имеет электрический потенциал, отделенный от потенциала массы космического летательного аппарата. Техническим результатом является уменьшение повреждений поверхностей, подверженных воздействию ионов. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аэрокосмической технике и может быть использовано в качестве двигателя и источника электроэнергии для аэрокосмических транспортных средств и аппаратов. Плазменно-реактивный электродинамический двигатель содержит ускоритель заряженных частиц и взаимозамещаемые диффузор-конфузор. Двигатель включает электродуговой плазмотрон с анодом и катодом, управляющие и ускоряющие электроды электрического поля, электронные мембраны, поляризующиеся электроды, резонансные цепи конденсаторов, распределители напряжения, магнитопровод. На магнитопроводе выполнены обмотки - первичная со средней точкой, соединенной с массой двигателя, обмотка катионного напряжения, обмотка электрической дуги и токовая обмотка. Также в зазоре магнитопровода установлен якорь. Якорь жестко соединен с корпусом аппарата. Магнитопровод содержит трехпозиционный переключатель, бортовой источник электроэнергии, преобразователь напряжения электрической дуги, ускоритель заряженных частиц. Ускоритель заряженных частиц состоит из преобразователя катионного напряжения и электродов ускорителя катионов, диафрагмы, блока управления диафрагмами и бортового компьютера с электронной программой управления двигателем. Описана взаимосвязь конструктивных элементов ускорителя заряженных частиц. Техническим результатом является увеличение срока работы и радиуса действия аэрокосмического аппарата, устранение радиационной опасности для персонала и окружающей среды. 1 ил.

Группа изобретений относится к технике создания ракетных двигателей и может быть использована для орбитальных и аэрокосмических аппаратов. Способ организации рабочего процесса в лазерном ракетном двигателе включает подачу в камеру поглощения рабочего тела, создание в ней плазменного ядра путем фокусирования лазерного луча и инициирования непрерывного оптического разряда, нагрев рабочего тела, которое обтекает плазменное ядро и, истекая из сверхзвукового сопла, создает плазменную струю. При длиннофокусной оптической системе инициируют последовательно, по меньшей мере, два непрерывных оптических разряда, при этом первый оптический разряд инициируют в фокусе лазерного луча, а последующие - в следе плазмы по оси излучения путем подачи в нее источников ионов металла. Имеется также лазерный ракетный двигатель, реализующий предлагаемый способ, включающий источник лазерного излучения, систему поворотных и фокусирующих зеркал, камеру поглощения с фокусирующей линзой, сопло, систему подвода рабочего тела в камеру поглощения, отличающийся тем, что в фокусе длиннофокусной линзы и последовательно по оси камеры поглощения расположены, по меньшей мере, два конца проволоки из легкоионизируемого металла. Группа изобретений позволяет существенно увеличить удельный импульс и КПД лазерного ракетного двигателя и ресурс его работы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Турборазгонное устройство является аналогом импеллера (двигателя с кольцевым обтекателем), которое также создает воздушный поток. Турборазгонное устройство оборудуется двумя или более ступенями лопаток. Корпус устройства сделан с сужающейся и расширяющейся частями. В сужающейся части лопатки устройства работают, как компрессор, для создания необходимого давления воздушного потока перед диффузором. За диффузором, в расширяющейся части корпуса, лопатки устройства работают, как насос, для снижения давления после диффузора. В расширяющейся части корпуса могут быть сделаны отверстия для впуска воздуха для увеличения массы потока воздуха. Двигатель устройства может располагаться как перед корпусом, так и в конце него. Достигается увеличение скорости воздушного потока более чем в 1.5-1.8 раза. 1 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности к электрореактивным двигателям и двигательным установкам (ЭРД и ЭРДУ), созданным на базе ускорителей с замкнутым дрейфом электронов, называемых стационарными плазменными холловскими двигателями, и может быть использовано для повышения эффективности и стабильности характеристик при эксплуатации ЭРД и ЭРДУ. Технический результат заключается в повышении стабильности характеристик стационарного плазменного двигателя при его космической эксплуатации и наземной отработке за счет устранения продуктов эрозии (пленок), осажденных на рабочей части ускорительного канала. Очистка рабочей части ускорительного канала стационарного плазменного двигателя от продуктов эрозии осуществляется путем увеличения радиальной составляющей индукции магнитного поля в ускорительном канале до величины В=(1,2-1,5)В _оп, где В_оп - оптимальная величина радиальной составляющей индукции магнитного поля в ускорительном канале, при которой ток разряда достигает минимального значения. При этом величину разрядного тока поддерживают на номинальном уровне, а величину разрядного напряжения либо поддерживают на номинальном уровне, либо увеличивают до величины, не нарушающей работоспособность двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к области реактивных двигательных установок, а именно к ракетным двигателям, и предназначено для управления малыми космическими аппаратами. Способ организации рабочего процесса в лазерном ракетном двигателе включает подачу в камеру поглощения рабочего тела, создание в ней плазменного ядра, его непрерывную стабилизацию и нагрев рабочего тела. Плазменное ядро создают путем фокусирования лазерного излучения и инициирования оптического разряда за счет поглощения лазерного излучения. Рабочее тело нагревается при обтекании плазменного ядра и истекает из сверхзвукового сопла, образуя реактивную струю. Прошедшее через плазму непоглощенное лазерное излучение перефокусируют в приосевую область камеры поглощения путем отражения от поверхности стенок дозвуковой части сопла. Лазерный ракетный двигатель содержит систему отражающих зеркал, фокусирующую систему, камеру поглощения, систему подачи рабочего тела, сверхзвуковое сопло и тракт охлаждения. Внутренняя поверхность дозвуковой части сопла выполнена вогнутой из материала, отражающего лазерное излучение. Изобретение позволяет повысить КПД лазерного ракетного двигателя. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в области космической техники при создании стационарных плазменных двигателей, а также в вакуумно-плазменных технологиях. В заявленном устройстве использование разрядной камеры из диэлектрика совмещено с использованием широкополосного одномодового СВЧ-трансформатора СВЧ-колебаний. При этом модулятор частоты СВЧ-колебаний применяется в совокупности с измерительным зондом, причем согласование фазы электромагнитных колебаний обеспечивается возможностью перемещения колец магнитной системы вдоль образующей внешней поверхности разрядной камеры. Заявленное устройство характеризуется наличием твердотельного источника нейтральных частиц РВ. Техническим результатом является повышение стабильности параметров и плотности потока плазмы, устранение потерь ионов рабочего вещества и снижение потерь мощности, что влияет на увеличение КПД устройства, а также повышение однородности потока плазмы в радиальном направлении. 1 ил.