【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种节能、推力大、速度快的水加力离子发动机。
技术介绍
1、离子推进器是电推进的一种，其特点是推力小、比冲高，广泛应用于空间推进，如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。
2、离子推进利用工质电离生成离子，在静电场的作用下加速喷出，产生推力，所以又称“静电推进” 。离子推进的加速原理比较简单，从理论上讲，在加速过程中没有能量损失，因此，效率较高，在1kv 的加速电压下，就可以获得数千秒的比冲。离子推进是开发时间最早、地面和空间飞行试验都比较充分的一种电推进。
3、离子推进早在1965年，就开始进行了sert-ⅰ空间飞行试验，1970年进行了sert-ⅱ空间飞行试验；1997 年起，在商业卫星上正式应用；1999 年首次用作航天器的主推进系统。
4、随着要求卫星的工作寿命越来越长，特别是大型通信卫星，其寿命长达15年，为保持轨道定点位置，所需的推进剂越来越多，大量挤占了有效载荷的重量。因此，大型通信卫星的推进系统改用电推进已势在必行。此外，小卫星的普遍兴起，对电推进（包括离子推进）也提出了需求。
5、传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。离子推进器也是采用同样的喷气式原理，但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体，不采用化学燃烧方式，而是通过电能作用于工质激发高速离子流向后推进。它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱，但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定，它最终将能够把太
6、建造vasimr就是张福林在20世纪70年代提出的主意。它能同时具有化学火箭发动机和离子发动机的能力。传统化学火箭发动机拥有高推力、低比冲，离子发动机则是低推力、高比冲。而vasimr，它能在高推力、低比冲和低推力、高比冲之间的自由转换，在这两者之间调整参数，所以被称作“可变比冲”。张福林一直致力于该项目研究，但之后的20多年里他忙于作为宇航员7次进入太空。直到2005年，他从nasa退役组建了ad astra火箭公司，试验场就在他的出生地哥斯达黎加附近的航空中心。突破性成果在2008年到来，这就是vx-200等离子引擎测试台，它利用氩气作为推进剂的第一阶段达到了全功率30千瓦。vx-200全方位超越了传统的等离子发动机：比冲在3000~30000秒之间随意转换，也就是喷射等离子的速度在30~300千米/秒，能量转换效率高达67%。张福林说：“用它飞到火星只需39天，这样能节省大量的燃料、食物、水、空气，宇航员也能摆脱长时间的宇宙射线辐射。”vx-200分为三部分：在前部单元里，首先是把喷出的气体电离生成等离子体，类似于在蒸汽机里烧开水，这是以一种螺旋波射频天线（helicon rf antennas）来实现；中部单元充当放大器，它用电磁波的能量进一步把等离子体加热到几百万度；而尾部单元的磁性喷嘴可将等离子体的能量转化为喷气口的速度，从而产生反向的推力。张福林解释说，vx-200使用了新的算法来控制和稳定等离子体，主要是控制超导磁场。通常来说，火箭发射时喷射气体温度越高，比冲量就越高。为最大限度利用效能，vasimr火箭中部单元的温度相当于太阳中心的温度。但是火箭发动机的喷射嘴所能承受的温度有限。喷嘴温度太高，用什么材料是一个问题。和核聚变装置一样，解决的办法是使用磁场。在强磁场，比如超导磁体产生的磁场下，等离子体会以固定频率旋转。发动机的中部单元在磁场控制下让其按自然频率绕磁场旋转，当温度迅速上升之后，再从尾部单元把旋转变成轴向运动并释放出去。所有这些极端变化的环境都要求对磁场和电磁波精准的控制，这是新的控制算法的功劳。截止2009年5月底，vx-200真正上天的原型机已经开始了试验，它能实现从近地轨道到月球轨道的变轨。
技术实现思路
1、为了使离子发动机获得更大推力、更高速度，专利技术了水加力离子发动机。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、在喷射嘴内喷射水，水在高温高压下气化显著增压，连同离子一起喷出从而获得更大推力、更高速度。
4、水对喷射嘴还有很好的降温作用。合理控制喷水速度，就能使水加力离子发动机持续工作并获得最高推力、最大速度。
5、本专利技术的有益效果是：不增加能耗的前提下获得更大推力、更高速度。水对喷射嘴还有很好的降温作用。
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1.一种水加力离子发动机，其特征是：在喷射嘴内喷射水，水在高温高压下气化显著增压，连同离子一起喷出从而获得更大推力、更高速度；水对喷射嘴还有很好的降温作用；合理控制喷水速度，就能使水加力离子发动机持续工作并获得最高推力、最大速度。
【技术特征摘要】
1.一种水加力离子发动机，其特征是：在喷射嘴内喷射水，水在高温高压下气化显著增压，连同离子一起喷出从而获得更大推力、...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俞任，马丽欣，陈少狮，
申请(专利权)人：茂名高新技术产业开发区嘉舟创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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