一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统及其方法技术方案

技术编号:41269081 阅读:78 留言:0更新日期:2024-05-11 09:24
一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统及其方法,涉及低温等离子体技术领域。缓解现有高速飞行器在临近空间段飞行过程中由于等离子体鞘套高电子密度引发的通信信号衰减,即通信“黑障”问题。所述调控系统包括三通道级联电弧等离子体源、进气管道、朗缪尔探针和真空腔室;所述三通道级联电弧等离子体源用于产生等离子体束流并输送给所述真空腔室,模拟出等离子体鞘套环境;所述进气管道用于将亲电子物质注入所述等离子体鞘套环境;所述朗缪尔探针用于诊断所述等离子体鞘套环境内亲电子物质注入前后的等离子体密度变化。本发明专利技术适用于降低等离子体鞘套电子密度进而缓解通信“黑障”问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温等离子体。


技术介绍

1、当飞行器在临近空间段(20km~100km)飞行速度达到10马赫以上时,飞行器前端会形成激波层,激波的压缩和飞行器与周围气流的摩擦使得飞行器动能大量转化为热能,飞行器周围温度迅速升高,高温导致气体分子被电离形成等离子体,激波“下游”的气体及等离子体和飞行器表面的防护材料发生化学反应、能量弛豫过程、电子激发和烧蚀等现象,最后生成包括各种组分的分子、离子和电子组成的非均匀、弱电离等离子体包覆在飞行器表面,形成等离子体鞘套。由于等离子体的电磁介质特性,电磁波通过等离子体鞘套时会被反射、折射、吸收和散射,导致飞行器与外界的通信恶化,造成导航、数传、遥测、遥控等信号传输中断,即飞行器的通信“黑障”问题。一旦发生通信“黑障”,飞行器将会变成“信息孤岛”,导致参数不可知、目标不可见、状态不可控等一系列危险后果,严重威胁飞行器的飞行安全,如2003年,美国哥伦比亚(colombia)号航天飞机由于遥测信号中断最终导致飞机失事。

2、“黑障”问题几乎伴随着各种类型的临近空间高超声速飞行器,传统解决飞行器“黑障”问题的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述系统包括三通道级联电弧等离子体源、进气管道、朗缪尔探针和真空腔室;

2.根据权利要求1所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述进气管道与三通道级联电弧等离子体源的距离为280mm;

3.根据权利要求1所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述真空腔室的直径为488mm,长度为1850mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,采用螺杆泵维持所述真空腔室的真空...

【技术特征摘要】

1.一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述系统包括三通道级联电弧等离子体源、进气管道、朗缪尔探针和真空腔室;

2.根据权利要求1所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述进气管道与三通道级联电弧等离子体源的距离为280mm;

3.根据权利要求1所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述真空腔室的直径为488mm,长度为1850mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,采用螺杆泵维持所述真空腔室的真空。

5.根据权利要求1所述的一种基于亲电子物质注入的等离子体鞘套电子密度调控系统,其特征在于,所述真空腔室内的进气管道采用外径4mm,壁厚0.5mm的316l不锈钢管实现。

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【专利技术属性】
技术研发人员:艾昕聂秋月张仲麟黄韬陈培奇费正航赵星羽
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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