專利名稱：航天器的磁推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空間環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種利用磁場對(duì)航天器進(jìn)行推進(jìn)的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
目前我國幾乎所有航天器的軌道機(jī)動(dòng)、軌道保持都是利用化學(xué)推進(jìn)器?；瘜W(xué)推進(jìn) 器必須使用推進(jìn)劑，而受到運(yùn)載火箭發(fā)射重量的限制，航天器所能攜帶的燃料是有限的。所 以燃料問題就成為制約我國航天器長壽命的瓶頸。從世界航天技術(shù)的發(fā)展來看，各國都將 特種推進(jìn)技術(shù)作為研發(fā)的重點(diǎn)。以電推進(jìn)技術(shù)為代表的新型推進(jìn)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在國外航天 器上。但是電推進(jìn)仍需要工質(zhì)，不能擺脫受燃料限制的問題。本發(fā)明利用的是電流在磁場中所受的洛倫茲力作用，為航天器提供動(dòng)力。電流在 磁場中會(huì)受到洛倫茲力的作用，滿足以下公式F = / LIdlXB地磁場磁力線是從地磁北極出發(fā)回到地磁南極的閉合曲線。航天器運(yùn)行的軌道在 地磁場范圍內(nèi)，當(dāng)航天器上有通電直導(dǎo)線與磁場成一定角度時(shí)，該導(dǎo)線就會(huì)產(chǎn)生力的作用。 從電動(dòng)力學(xué)理論我們不難得到，受力的方向永遠(yuǎn)是垂直于磁力線的。也就是說理論上“磁發(fā) 動(dòng)機(jī)”可以提供除了沿磁力線方向外任何方向的動(dòng)量增量。要在長直導(dǎo)線中產(chǎn)生電流，就必須有電流回路的形成。而且這一回路不能在航天 器內(nèi)部形成，否則回路各邊電流在磁場中共同受力的效果會(huì)相互抵消，無法提供動(dòng)量的增 量。航天器所在的空間環(huán)境中有一定濃度的等離子存在。等離子體是由正離子和電子組成 的，可以為導(dǎo)電回路提供載流子。如附圖3，當(dāng)電子被負(fù)極收集從而形成導(dǎo)電通路，形成電 流。目前國外利用同一原理的航天器推進(jìn)技術(shù)已經(jīng)開展了一段時(shí)間，在機(jī)理和工程設(shè) 計(jì)方面都取得了一定進(jìn)展，但仍停留在理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)階段。NASA，Nobie H. Stone等 人在利用地磁場為航天器提供動(dòng)力和發(fā)電方面進(jìn)行了較多研究。開展了空間試驗(yàn)，得到了 一些科學(xué)數(shù)據(jù)。Marshall中心的John A. Main等人設(shè)計(jì)了一種相同原理的空間系繩發(fā)動(dòng) 機(jī)，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了分析。然而，目前都沒有提出一種具體結(jié)構(gòu)的航天器磁推進(jìn)器，來實(shí)現(xiàn)磁場對(duì)航天器的 推進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種航天器的推進(jìn)器，該推進(jìn)器結(jié)構(gòu)簡單，且較少地的受 到燃料的限制。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案本發(fā)明的航天器磁推進(jìn)器主要包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、可伸縮的金屬桿、桿兩端 設(shè)置有金屬球，電源系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)部件上設(shè)置的導(dǎo)電環(huán)電連接，通過動(dòng)連接的電刷電連接到金屬桿和金屬球上。其中，驅(qū)動(dòng)部件是使金屬桿和金屬球圍繞對(duì)稱中心旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部件。其中，金屬球的直徑為3_5m。其中，金屬桿長度范圍為30m_50m。其中，電源系統(tǒng)為直流電源，其電壓范圍優(yōu)選300V-500V。進(jìn)一步，電源系統(tǒng)為磁發(fā)動(dòng)機(jī)提供形成電流所必須的電動(dòng)勢。本發(fā)明的航天器推進(jìn)器的優(yōu)點(diǎn)在于無需工質(zhì)、壽命不受燃料影響且衛(wèi)星所需攜帶 的燃料量減少，降低了發(fā)射重量。


圖1是本發(fā)明的航天器推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1為金屬球；2為金屬桿；3為驅(qū)動(dòng)部件；4為電源系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)明白，實(shí)施方式僅 為例示的目的，并不旨在對(duì)其保護(hù)范圍進(jìn)行任何限定。參照?qǐng)D1，本發(fā)明的航天器磁推進(jìn)器主要包括下部的電源系統(tǒng)4、電源系統(tǒng)4上設(shè) 置有驅(qū)動(dòng)部件3，驅(qū)動(dòng)部件3用于驅(qū)動(dòng)其上設(shè)置的金屬桿2圍繞桿的對(duì)稱中心旋轉(zhuǎn)，金屬桿 2可伸縮、桿兩端分別設(shè)置有金屬球1，電源系統(tǒng)4與驅(qū)動(dòng)部件3上設(shè)置的導(dǎo)電環(huán)電連接并 為驅(qū)動(dòng)部件3供電，并通過動(dòng)連接的電刷電連接到金屬桿2和金屬球1上。優(yōu)選地，金屬球 1的直徑為3-5m，且金屬桿2的長度范圍為30m-50m。并且，電源系統(tǒng)為直流電源，其電壓范 圍優(yōu)選在300V-500V。盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是， 我們可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán) 利要求所記載的范圍。
權(quán)利要求
1.一種航天器磁推進(jìn)器，主要包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、可伸縮的金屬桿、桿兩端分別 設(shè)置有金屬球，其特征在于，電源系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)部件上設(shè)置的導(dǎo)電環(huán)電連接，通過動(dòng)連接的電 刷電連接到金屬桿和金屬球上。
2.如權(quán)利要求1所述的航天器磁推進(jìn)器，其中，驅(qū)動(dòng)部件是使金屬桿和金屬球圍繞對(duì) 稱中心旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的航天器磁推進(jìn)器，其中，所述金屬球的直徑為3-5m。
4.如權(quán)利要求1或2所述的航天器磁推進(jìn)器，其中，所述金屬桿長度范圍為30m-50m。
5.如權(quán)利要求1或2所述的航天器磁推進(jìn)器，其中，電源系統(tǒng)為直流電源，其電壓范圍 優(yōu)選 300V-500Vo
6.如權(quán)利要求1或2所述的航天器磁推進(jìn)器，其中，電源系統(tǒng)為磁發(fā)動(dòng)機(jī)提供形成電流 所必須的電動(dòng)勢。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航天器磁推進(jìn)器主要包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、可伸縮的金屬桿、桿兩端設(shè)置有金屬球，電源系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)部件上設(shè)置的導(dǎo)電環(huán)電連接，通過動(dòng)連接的電刷電連接到金屬桿和金屬球上。本發(fā)明的航天器推進(jìn)器的優(yōu)點(diǎn)在于無需工質(zhì)、壽命不受燃料影響且衛(wèi)星所需攜帶的燃料量減少，降低了發(fā)射重量。
文檔編號(hào)B64G1/32GK102085917SQ20091024990
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者唐小金, 孟立飛, 張超, 易忠, 王斌 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所