一種筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及推進器技術領域，尤其涉及一種筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置，其特別適用于飛艇。
【背景技術】
[0002]平流層一般指位于離地表18千米?50千米的空域，是地球大氣層里上熱下冷的一層，同時也是對地觀測航空、航天兩大體系的結合部。平流層是大氣層中最平靜的一段，幾乎不受天氣影響，也幾乎從不潮濕，同時，平流層還具有著穩(wěn)定的氣象條件和良好的電磁特性，且目前沒有空域限制，所以，鑒于平流層自身的運動特征和獨特的優(yōu)勢，其成為發(fā)達大國爭奪空間資源的新熱點。
[0003]平流層飛艇因其獨特的長期駐空、機動定點、能耗低、安全性高的特點，潛在的應用前景包括:科學研究、通信中繼、以及軍事偵察等民用和軍用領域。由于平流層飛艇需要長期駐空，如果采用攜帶燃料的傳統(tǒng)推進方式，會帶來兩方面問題:一是攜帶的燃料不可能長期供應;二是，隨著燃料的消耗，飛艇的重量產(chǎn)生變化，這對飛艇的配平和配重是不利的。因此，傳統(tǒng)的攜帶燃料的發(fā)動機推進系統(tǒng)是無法應用于平流層飛艇的，本領域亟需一種適用于飛艇的推進裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術問題
[0005]為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置。
[0006](二)技術方案
[0007]本發(fā)明提供了一種筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置，包括:N層筒形結構和高壓電源103，其中，每層筒形結構包括絕緣介質筒100，以及交錯布置在所述絕緣介質筒兩側面的M層高壓電極1I和M層接地電極102，所述高壓電極1I和接地電極102連接所述高壓電源103，其中相鄰兩層高壓電極101和接地電極102組成介質阻擋放電等離子體激勵器，其中，I <N< 100，1 <M< 100。
[0008]優(yōu)選地，在布置有所述接地電極的所述絕緣介質筒的側面設置有絕緣材料104，所述絕緣材料104將所述接地電極102覆蓋。
[0009]優(yōu)選地，還包括:支撐管105，所述筒形結構開有K組通孔，每組通孔包括沿筒形結構周向分布的L個通孔，所述N層筒形結構的每組L個通孔位置對應，形成K X L個通孔序列，所述支撐管105貫穿并固定于所述通孔序列中，支撐固定N層圓筒結構，其中，2 SKS 5，2 SL< 10。
[0010]優(yōu)選地，還包括:高壓電極導線106、接地電極導線107、高壓電極連線柱108、接地電極連線柱109，所述高壓電極連線柱108和接地電極連線柱109由所述支撐管105中間穿過，所述高壓電極導線106將所述每層筒形結構的高壓電極101連接在一起，并連接至所述高壓電極連線柱108，再連接至所述高壓電源的高壓端;所述接地電極導線107將所述每層筒形結構的接地電極102連接在一起，并連接到所述接地電極連線柱109，再連接至所述高壓電源的接地端。
[0011]優(yōu)選地，還包括:太陽能電池，其連接所述高壓電源103并為所述高壓電源103提供電能。
[0012]優(yōu)選地，所述筒形結構的橫截面為圓形、四邊形或多邊形;和/或所述筒形結構的橫截面積沿軸向方向保持不變、逐漸增大或逐漸縮小。
[0013]優(yōu)選地:所述N層筒形結構的軸向長度全部相同、部分相同或全不相同；和/或所述N層筒形結構同心設置、全部或部分筒形結構軸線錯開一定距離平行設置;和/或所述N層筒形結構的端部在軸向對齊設置或在軸向錯開一定距離設置。
[0014]優(yōu)選地，所述絕緣介質筒和絕緣材料為聚四氟乙烯、石英玻璃或陶瓷材料。
[0015]優(yōu)選地，所述高壓電極和接地電極的材料為銅、鎢、鉬或不銹鋼。
[0016]優(yōu)選地，所述高壓電源的輸出波形為正弦波、方波或鋸齒波。
[0017](三)有益效果
[0018]從上述技術方案可以看出，本發(fā)明的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置具有以下有益效果:
[0019](I)其主要部件為簡形結構，結構簡單緊湊、重量輕，制造成本低;并且沒有運動部件，從而響應迅速且可靠性高；
[0020](2)高壓電源連接高壓電極和接地電極，通過控制高壓電源的電壓和頻率，可以靈活設置等離子體激勵的強度與功耗、精確控制產(chǎn)生的推力大小，當其應用于飛艇時，可以實現(xiàn)飛艇運動速度的精確控制；
[0021](3)通過調(diào)整筒形結構的軸線方向即可調(diào)整推力的方向，當其應用于飛艇時，可以實現(xiàn)飛艇運動方向的靈活和精確控制；
[0022](4)由太陽能電池提供消耗的電能，當用于飛艇時，不需要攜帶燃料，可以實現(xiàn)飛艇的長期駐空;
[0023](5)接地電極被絕緣材料覆蓋，避免接地電極電離其附近的空氣，從而節(jié)省了電能，提高了能源利用效率；
[0024](6)通過設置通孔和支撐管的位置和數(shù)量，可以調(diào)整該裝置的結構強度，有利于其穩(wěn)定、可靠運行；
[0025](7)通過設置高壓電極導線、接地電極導線、高壓電極連線柱、接地電極連線柱，可以精簡線路，優(yōu)化整體結構，提高運行的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說明】
[0026]圖1為介質阻擋放電等離子體激勵結構的工作原理圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實施例的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置的三維示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實施例的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置的橫截面示意圖；
[0029]圖4為圖3中A-A位置的剖分平面示意圖；
[0030]圖5為圖3中B-B位置的剖分平面示意圖。
[0031]【符號說明】
[0032]100-絕緣介質筒；101-高壓電極；102-接地電極；
[0033]103-高壓電源；104-絕緣材料；105-支撐管；
[0034]106-高壓電極導線；107-接地電極導線；108-高壓電極連線柱；
[0035]109-接地電極連線柱；110-絕緣介質；111-誘導流動方向；
[0036]112-反作用力方向；113-推力方向；114-等離子體。
【具體實施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0038]參見圖1，圖1為介質阻擋放電等離子體激勵結構的工作原理圖。其中，高壓電極101和接地電極102交錯布置在絕緣介質110兩側，由高壓電源103提供高壓交流電，高壓電極101和接地電極102接通高壓電后電離附近的流體產(chǎn)生等離子體114，等離子體114可以誘導流動，同時產(chǎn)生與誘導流動方向111相反的推力，從而實現(xiàn)反作用力方向112的激勵，同時，接地電極102可以被絕緣材料104覆蓋，避免接地電極102電離附近的空氣，消耗不必要電力。
[0039]請參見圖2-圖5，本發(fā)明第一實施例的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置，其包括:N層筒形結構和高壓電源103，每層筒形結構包括絕緣介質筒100，以及交錯布置在絕緣介質筒兩側面的M層高壓電極101和M層接地電極102，高壓電極101和接地電極102連接高壓電源103，其中相鄰兩層高壓電極101和接地電極102組成介質阻擋放電等離子體激勵器，其中，I <N< 100，1 <M< 100。
[0040]優(yōu)選地，筒形結構的橫截面可以是圓形、四邊形或多邊形;筒形橫截面積可以沿軸向方向保持不變，也可以逐漸增大或縮小;N層筒形結構的沿軸向的長度可以全部相同，也可以部分相同，也可以全不相同；N層筒形結構可以同心設置，也可以全部或部分筒形結構的軸線錯開一定距離平行設置;N層筒形結構的端部可以在軸向對齊設置，也可以在軸向錯開一定距離設置。
[0041]優(yōu)選地，絕緣介質筒的材料為聚四氟乙烯、石英玻璃或陶瓷;高壓電源103的輸出電壓500V-100kV、頻率lOOHz-lOOkHz、波形為正弦波、方波或鋸齒波；高壓電極和接地電極的材料為銅、鎢、鉬或不銹鋼。
[0042]本發(fā)明第一實施例的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置，每層筒形結構的每個介質阻擋放電等離子體激勵器接通高壓電后，介質阻擋放電等離子體激勵器的高壓電極和接地電極接通電離附近的流體產(chǎn)生等離子體，等離子體沿筒形結構軸向誘導流動，并產(chǎn)生與誘導流動方向相反的推力，所有筒形結構的所有介質阻擋放電等離子體激勵器均產(chǎn)生相同方向的推力，所有這些推力的合力形成沿筒形結構軸向的推力，由圖5可見，本發(fā)明第一實施例的介質阻擋放電等離子體推進裝置產(chǎn)生的推力方向113為沿筒形結構軸向。
[0043]由此可見，本發(fā)明第一實施例的筒形介質阻擋放電等離子體推進裝置，其結構簡單緊湊、重量輕，制造成本低;沒有運動部件，從而響應迅速且可靠性高;通過控制高壓電源的電壓和頻率，可以靈活設置等離子體激勵的強度與功耗、精確控制產(chǎn)生的推力大小，當其應用于飛艇時，可以實現(xiàn)飛艇運動速度的精確控制；并且通過調(diào)整筒形結構的軸線方向即可調(diào)整推力的方向，當