розташування прутків 3 мм. Прискорювальник і уповільнюючий зазори становили відповідно 2 і 1 мм. Іонно-оптична система мала п'ять щілин шириною 2 мм і довжиною 30 мм. Формування іонних пучків здійснювалося з аргоновою плазми. Вимірювався струм на прискорює електрод для різних витрат аргону при постійних струмі пучка, ускоряющем і замедляющем напружених (тобто при незмінній формі пучка і фокусуванні). Сталість струму пучка при зміні витрати забезпечувалося регулюванням струму емісії катода газоразрядного джерела іонів.
Запитання нейтралізації об'ємного заряду іонних пучків
Для нормальної роботи іонних двигунів в умовах космічного простору необхідна нейтралізація об'ємного заряду і струму стікали іонних пучків. Нейтралізація об'ємного заряду і струму потрібно також і в плазмових двигунах з анодним шаром, які розглядаються в наступному розділі. Це завдання вирішується за допомогою спеціального нейтралізатора - джерела електронів, який встановлюється на виході з прискорюючої системи.
Система нейтралізації повинна відповідати таким основним вимогам.
1. Енергетична ціна електрона (відношення витрачається потужності до вихідному електронного струму) має бути мінімальною.
2. Газова ефективність джерела електронів (відношення електронного струму до витрати робочої речовини) повинна бути можливо
більш високою.
3. Схема електроживлення нейтралізатора повинна бути простою, ймовірність безвідмовної роботи і конструктивний ресурс не повинні
бути нижче, ніж у решти елементів ЕР Д.
У ході створення наземних прототипів іонних двигунів і плазмових двигунів з анодним шаром були досліджені різні види нейтралізаторів: дротові прямоканальние катоди, плазмові джерела електронів і порожнисті катоди.
Найбільшою мірою цим вимогам відповідають плазмові нейтралізатори і нейтралізатори на основі полого катода. На рис. 2Л8 зображений газорозрядний плазмовий нейтралізаторі Він складається з емітує елемента (катода) 1 у вигляді трубочки з гексаборид лантану з малим внутрішнім отвором, стартового нагрівача 2, виконаного з вольфрамового дроту, теплових екранів 3 та спостереження за полум'ям 4. Подача газоподібного робочого речовини здійснюється по трубчастому Молібденова токоподвод 5, котрий володіє малої теплопровідністю, Після попереднього прогріву і спрацьовування підпалює електрода в газоподібному робочому речовині між катодом і іонним пучком загоряється низьковольтна дуга. Утвориться плазма минає з нейтралізатора, створюючи так званий В«плазмовий містВ», що охоплює частину іонного пучка, по якому електрони безперешкодно надходять в іонний пучок.
На рис В»2,19 зображена схема диафрагмированного газопроточного полого катода - нейтралізатора, що володіє найкращими характеристиками за ціною іона і газової ефективності. Нейтралізатор може працювати в авторежимі, тобто без нагріву катода від стороннього джерела
Внутрішня вставка полого катода виготовлена ​​з матеріалу з високої термоемісійною здатністю (зазвичай з гексаборид лантану). Типові розміри нейтралізатора: діаметр внутрішньої порожнини 3 - 10 мм, довжина 5-15 мм, діаметр вихідного отвору 0,5 - 3 мм, відношення площі вихідного отвори в катоді S o до площі внутрішньої поверхні катода S n одно 3-10 - з _ 2-10 - 2 В« Електричні 86 параметри: витрата ксенону в струмових одиницях/^ = 0,03 ... 2,5 А, мінімальне розрядна напруга 14 В, вихідний електронний струм /, = 0,1 ... 50 А.
Якщо знехтувати порівняно невеликими радіаційними втратами, то енергетична ціна електрона з е практично дорівнює разрядному напрузі U p . Для визначення газової ефективності нейтралізатора зручно використовувати співвідношення
В
(2 - 63)
в яке в явному вигляді входить геометричний параметр S 0 / S n . Для вибору оптимальних геометричних характеристик нейтралізатора, термоемісійних характеристик матеріалів та визначення газової ефективності необхідно розраховувати вольтамперних характеристику нейтралізатора.
При розрахунку вольтамперної характеристики приймаються наступні припущення про процеси, що відбуваються в підлогою катоді:
В
РВ
1) електрони надходять у розряд з внутрішніх стінок катода в результаті термоеміссіі;
2) іонізація атомів виробляється в основному первинними (швидкими) електронами, емітованими стінками, і прискореними в прікатодном шарі розряду.
3) первинні електрони, втративши при непружних зіткненнях з атомами енергію порядку потенціалу іонізації, стають повільними і не беруть участі в процесах іонізації;
В
Рис. 2.18....
