(57)【要約】  【課題】簡素な構成により、加速チャネルの下流端域に磁場を集中し、陽極近傍の磁場の強さを抑制する。  【解決手段】チャネル外周壁２ａ、内周壁２ｂにより形成された円環状空間からなりその下流端が開口した加速チャネル１と、加速チャネルの下流端近傍に配置された陰極と、加速チャネルの上流域に配置された陽極４と、加速チャネルに推進剤ガスを供給する推進剤供給口４ａと、チャネル外周壁外側に配置された外周磁気コア５、チャネル内周壁内側に配置された中央磁気コア８、および加速チャネル上流端側において外周磁気コアと中央磁気コアとの間の磁路を形成するヨーク９により形成された磁気回路と、外周磁気コア及び中央磁気コアにそれぞれ付設された外側、内側磁気コイル１０、１１を備える。外周磁気コアと中央磁気コアとの間隔が、下流端において上流端よりも狭く、内側磁気コイルは、中央磁気コアに対して下流端側に偏在配置されている。【選択図】図１
2007071055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル外周壁とチャネル内周壁により形成された円環状空間からなりその下流端が開口した加速チャネルと、
前記加速チャネルの前記下流端に隣接した外部に配置された陰極と、
前記加速チャネルの上流域に配置された陽極と、
前記加速チャネルに推進剤ガスを供給するための推進剤供給口と、
前記チャネル外周壁の外側に配置された外周磁気コア、前記チャネル内周壁の内側に配置された中央磁気コア、および前記加速チャネルの上流端側において前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間の磁路を形成するヨークにより形成された磁気回路と、
前記外周磁気コア及び前記中央磁気コアにそれぞれ付設された磁気コイルとを備え、
前記磁気コイルにより発生する磁束が前記磁気回路から漏洩することにより前記加速チャネルの径方向に印加される磁場と、前記陰極と前記陽極により前記加速チャネルの軸方向に印加される電場の作用により、前記推進剤供給口から供給される推進剤が電離し、生成されたイオンが加速されて推力を発生するホールスラスタにおいて、
前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間隔が、前記下流端において前記上流端よりも狭く、
前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルは、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されていることを特徴とするホールスラスタ。
【請求項２】
前記外周磁気コアは、前記加速チャネルの軸方向において、前記中央磁気コアに対して傾斜した形状を有する請求項１に記載のホールスラスタ。
【請求項３】
前記外周磁気コアの上流端の直径Ｄ0、前記外周磁気コアの下流端の直径Ｄ1が、下記の式（１）の関係を満たす請求項１または２に記載のホールスラスタ。
１．２×Ｄ1＜Ｄ0＜１．５×Ｄ1        （１）
【請求項４】
チャネル外周壁とチャネル内周壁により形成された円環状空間からなりその下流端が開口した加速チャネルと、
前記加速チャネルの前記下流端に隣接した外部に配置された陰極と、
前記加速チャネルの上流域に配置された陽極と、
前記加速チャネルに推進剤ガスを供給するための推進剤供給口と、
前記チャネル外周壁の外側に配置された外周磁気コア、前記チャネル内周壁の内側に配置された中央磁気コア、および前記加速チャネルの上流端側において前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間の磁路を形成するヨークにより形成された磁気回路と、
前記外周磁気コア及び前記中央磁気コアにそれぞれ付設された磁気コイルとを備え、
前記磁気コイルにより発生する磁束が前記磁気回路から漏洩することにより前記加速チャネルの径方向に印加される磁場と、前記陰極と前記陽極により前記加速チャネルの軸方向に印加される電場の作用により、前記推進剤供給口から供給される推進剤が電離し、生成されたイオンが加速されて推力を発生するホールスラスタにおいて、
前記中央磁気コアの直径は、前記下流端において前記上流端よりも大きいことを特徴とするホールスラスタ。
【請求項５】
前記中央磁気コアは、前記下流端側の大径部と前記上流端側の小径部により形成された２段構造を有する請求項４に記載のホールスラスタ。
【請求項６】
前記小径部の長さＬｃは、中央磁気コアの長さＬに対してＬｃ≧０．５Ｌの関係を満たす範囲である請求項５に記載のホールスラスタ。
【請求項７】
前記中央磁気コアの前記小径部の直径Ｗ1、前記大径部の直径Ｗ2が、下記の式（２）の関係を満たす請求項５または６に記載のホールスラスタ。
Ｗ2／２＜Ｗ1＜３Ｗ2／４            （２）
【請求項８】
前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルは、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されている請求項４〜７のいずれか１項に記載のホールスラスタ。
【請求項９】
チャネル外周壁とチャネル内周壁により形成された円環状空間からなりその下流端が開口した加速チャネルと、
前記加速チャネルの前記下流端に隣接した外部に配置された陰極と、
前記加速チャネルの上流域に配置された陽極と、
前記加速チャネルに推進剤ガスを供給するための推進剤供給口と、
前記チャネル外周壁の外側に配置された外周磁気コア、前記チャネル内周壁の内側に配置された中央磁気コア、および前記加速チャネルの上流端側において前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間の磁路を形成するヨークにより形成された磁気回路と、
前記外周磁気コア及び前記中央磁気コアにそれぞれ付設された磁気コイルとを備え、
前記磁気コイルにより発生する磁束が前記磁気回路から漏洩することにより前記加速チャネルの径方向に印加される磁場と、前記陰極と前記陽極により前記加速チャネルの軸方向に印加される電場の作用により、前記推進剤供給口から供給される推進剤が電離し、生成されたイオンが加速されて推力を発生するホールスラスタにおいて、
前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルは、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されていることを特徴とするホールスラスタ。
【請求項１０】
前記中央磁気コアの上流端から前記内側磁気コイルの上流端までの距離Ｌｂは、前記中央磁気コアの長さＬに対して、Ｌｂ≧０．５Ｌの関係を満たす範囲である請求項１〜３、８、および９のいずれか１項に記載のホールスラスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宇宙推進に用いられるホールスラスタ、すなわち、円環状の加速チャネルに径方向の磁場と軸方向の電場を作用させて、加速チャネル内で生成されたプラズマからイオンのみを静電的に加速・噴出させることにより推進力を得るホールスラスタに関する。特に、改良された磁場集中構造を有する磁気回路を備えたホールスラスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に、ホールスラスタの基本構造を示す。ホールスラスタは、円環状の加速チャネル３１を有する。加速チャネル３１は、チャネル外周壁３２ａとチャネル内周壁３２ｂにより形成され、その下流端が開口している。加速チャネル３１の下流端の近傍には、陰極３３が配置されている。加速チャネル３１の上流部には、陽極３４が配置されている。陽極３４には、加速チャネル３１に推進剤を供給するための推進剤供給口３４ａが設けられている。推進剤としては、例えばキセノンが用いられる。チャネル外周壁３２ａの外側には、外周磁気コア３５が配置され、チャネル内周壁３２ｂの内側には、中央磁気コア３６が配置されている。
【０００３】
加速チャネル３１には、径方向の磁場と軸方向の電場が印加される。すなわち、図示しないが、外周磁気コア３５と中央磁気コア３５により形成される磁気回路に磁気コイルが付設され、発生する磁束が漏洩することにより加速チャネル３１に径方向の磁場が印加される。また、陽極３４と陰極３３の間には電圧が印加されて、軸方向の電場を形成する。
【０００４】
陰極３３から放出され加速チャネル３１内に流入した電子は、電場と磁場の相互作用によって、加速チャネル３１内を円周方向に周回し、ホール電流と呼ばれる円周方向の電流を形成して電子が閉じ込められる。推進剤供給口３４ａから供給される推進剤は、ホール電流として閉じこめられた電子と電離衝突して、プラズマが発生する。このプラズマからイオンのみが軸方向の電場によって加速・噴出され、その反作用で推力が得られる。噴出されたイオンは陰極３３から放出された電子と結合して中性粒子となる。
【０００５】
以上のとおりホールスラスタは、電気推進機の一種であり、エネルギー変換効率（推進効率）が５０％以上と高く、また高比推力、すなわち、推進剤単位量当たりの加速に使えるエネルギが大きい、という特徴がある。このため、所要推進剤量が少なく、小型で軽量であり、宇宙機の姿勢制御、軌道制御用に適した宇宙用推進機として期待されている。従って、その性能を向上させるための改良が急速に進められている。
【０００６】
ホールスラスタの性能を向上させるための課題の１つは、電離とイオン加速の効率を高めることであり、そのためには、加速チャネルの下流端域に磁場を集中させて、その狭い領域でのみ電離と加速を実現し、陽極近傍における漏洩磁場はできる限り小さくすることが望ましい。
【０００７】
加速チャネルの下流端域に磁場を集中させるための一例として、特許文献１には、３つのコイルを用いてそれぞれが形成する磁場の組み合わせを適切に調整した構成が記載されている。
【０００８】
また、加速チャネルの下流端域に磁場を集中させるための他の例として、図１１に記載の構成が知られている。加速チャネル４１は、チャネル外周壁４２ａとチャネル内周壁４２ｂにより形成された円環状空間からなる。加速チャネル４１の下流端近傍に、陰極４３が配置されている。加速チャネル４１の上流域に、陽極４４が配置されている。加速チャネル４１の上流端部には、推進剤供給口４５が設けられている。
【０００９】
チャネル外周壁４２ａの外側に外周磁気コア４６が配置され、チャネル内周壁４２ｂの内側には、中央磁気コア４７が配置されている。加速チャネル４１の上流端側に配置された後端板４８は、外周磁気コア４６と中央磁気コア４７の間の磁路を形成するヨークとして機能する。外周磁気コア４６及び中央磁気コア４７にはそれぞれ、外側磁気コイル４９、および内側磁気コイル５０が付設されている。外側磁気コイル４９と加速チャネル４１の間、および内側磁気コイル５０と加速チャネル４１の間にはマグネティックシールド５１、５２が配置されている。
【００１０】
このホールスラスタにおいては、マグネティックシールド５１、５２を設けて漏洩磁束を遮断し、加速チャネル４１の下流端域のみにおいて漏洩磁束を通過させることにより、所望の位置に集中した磁場分布が形成される。
【特許文献１】特表平８−５００６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来例の構成においては、磁束を発生させるコイルの数を増加させ、あるいはマグネティックシールドを設けることにより、所望の磁場集中を行っている。従って、磁場集中のための追加部材が必要であり、構造の複雑化を伴い、装置の小型化を阻害する要因となる。
【００１２】
本発明は、簡素な構成により、加速チャネルの下流端域に磁場が効果的に集中され、陽極近傍における磁場の強さが十分に抑制されたホールスラスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のホールスラスタは、基本的な構成として、チャネル外周壁とチャネル内周壁により形成された円環状空間からなりその下流端が開口した加速チャネルと、前記加速チャネルの前記下流端に隣接した外部に配置された陰極と、前記加速チャネルの上流域に配置された陽極と、前記加速チャネルに推進剤ガスを供給するための推進剤供給口と、前記チャネル外周壁の外側に配置された外周磁気コア、前記チャネル内周壁の内側に配置された中央磁気コア、および前記加速チャネルの上流端側において前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間の磁路を形成するヨークにより形成された磁気回路と、前記外周磁気コア及び前記中央磁気コアにそれぞれ付設された磁気コイルとを備える。前記磁気コイルにより発生する磁束が前記磁気回路から漏洩することにより前記加速チャネルの径方向に印加される磁場と、前記陰極と前記陽極により前記加速チャネルの軸方向に印加される電場の作用により、前記推進剤供給口から供給される推進剤が電離し、生成されたイオンが加速されて推力を発生する。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の構成のホールスラスタは、前記外周磁気コアと前記中央磁気コアとの間隔が、前記下流端において前記上流端よりも狭く、前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルは、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の構成のホールスラスタは、前記中央磁気コアの直径が、前記下流端において前記上流端よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の構成のホールスラスタは、前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルが、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成によれば、外周磁気コアと中央磁気コアとの間隔、中央磁気コアの横断面積、あるいは内側磁気コイルの配置の調整、という追加部材を必要としない極めて簡素な構成により、加速チャネルの下流端域に磁場が効果的に集中され、陽極近傍における磁場の強さが十分に抑制されたホールスラスタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第１の構成のホールスラスタにおいて、前記外周磁気コアは、前記加速チャネルの軸方向において、前記中央磁気コアに対して傾斜した形状を有する構成とすることができる。
【００１９】
また、前記外周磁気コアの上流端の直径Ｄ0、前記外周磁気コアの下流端の直径Ｄ1が、下記の式（１）の関係を満たすことが好ましい。それにより、加速チャネルの下流端域と陽極近傍における磁束密度の比を適切に設定することが容易になる。
【００２０】
１．２×Ｄ1＜Ｄ0＜１．５×Ｄ1        （１）
本発明の第２の構成のホールスラスタにおいて、前記中央磁気コアは、前記下流端側の大径部と前記上流端側の小径部により形成された２段構造を有する構成とすることができる。
【００２１】
この構成において、前記小径部の長さＬｃは、中央磁気コアの長さＬに対してＬｃ≧０．５Ｌの関係を満たす範囲であることが好ましい。
【００２２】
また、前記中央磁気コアの前記小径部の直径Ｗ1、前記大径部の直径Ｗ2が、下記の式（２）の関係を満たすことが好ましい。それにより、加速チャネルの下流端域と陽極近傍における磁束密度の比を適切に設定することが容易になる。
【００２３】
Ｗ2／２＜Ｗ1＜３Ｗ2／４            （２）
以上の構成において、前記中央磁気コアに付設された内側磁気コイルは、前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されている構成とすることができる。
【００２４】
内側磁気コイルが前記中央磁気コアに対して前記下流端側に偏在して配置されている構成とする場合、前記中央磁気コアの上流端から前記内側磁気コイルの上流端までの距離Ｌｂは、前記中央磁気コアの長さＬに対して、Ｌｂ≧０．５Ｌの関係を満たす範囲であることが好ましい。
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１におけるホールスラスタの構造について、図１の断面図を参照して説明する。加速チャネル１は、チャネル外周壁２ａとチャネル内周壁２ｂにより形成された円環状空間からなり、その下流端は開口している。チャネル外周壁２ａ、およびチャネル内周壁２ｂは、例えば窒化ホウ素（ＢＮ）等のセラミックを用いて形成される。加速チャネル１の下流端に隣接した外部には、従来例と同様に中空陰極が配置されるが、図示を省略する。加速チャネル１の上流端は、封口部材３により封口されている。封口部材３には陽極４が固定され、加速チャネル１の上流域に位置している。陽極４には、加速チャネル１に推進剤を供給するための推進剤供給口４ａが設けられている。
【００２７】
チャネル外周壁２ａの外側に外周磁気コア５が配置され、前端板６を介して連結部材７と連結されている。連結部材７は封口部材３と結合され、従って、外周磁気コア５は、前端板６、連結部材７および封口部材３を介して、加速チャネル１に対する位置が固定されている。チャネル内周壁２ｂの内側には、中央磁気コア８が配置されている。加速チャネル１の上流端側に配置された後端板９は、外周磁気コア５と中央磁気コア８とを結合して中央磁気コア８を支持するとともに、外周磁気コア５と中央磁気コア８との間の磁路を形成するヨークとして機能する。従って、外周磁気コア５、中央磁気コア８および後端板９により磁気回路が形成される。外周磁気コア５及び中央磁気コア８にはそれぞれ、外側磁気コイル１０、および内側磁気コイル１１が付設されている。
【００２８】
外側磁気コイル１０、および内側磁気コイル１１により発生される磁束が磁気回路から漏洩することにより、加速チャネル１の径方向に磁場が印加される。また、陰極と陽極４により加速チャネル１の軸方向に電場が印加される。この磁場と電場の作用により、推進剤供給口４ａから供給される推進剤が電離し、生成されたイオンが加速されて推力を発生する。
【００２９】
本実施の形態においては、外周磁気コア５と中央磁気コア８との間隔が、下流端において上流端よりも狭くなるように設定される。図の構成では、外周磁気コア５は、加速チャネル１の軸方向において、中央磁気コア８に対して傾斜した形状を有する。すなわち、外周磁気コア５の上流端の直径Ｄ0は、下流端の直径Ｄ1よりも大きい。それにより、加速チャネル１に印加される磁場は下流端部に集中される。
【００３０】
更に、中央磁気コア８に付設された内側磁気コイル４は、下流端側に偏在して配置されている。すなわち、図１に示した中央磁気コア８の上流端から内側磁気コイル４の上流端までの距離Ｌｂは、０．５Ｌに設定されている。それにより、磁束の発生する位置が下流端側に偏るため、加速チャネル１の下流端域に対する磁場の集中度が向上する。
【００３１】
以上の構成により、加速チャネル１に印加される磁場は下流端部に集中され、陽極４の近傍では磁場の強さが十分に抑制される。その結果、磁場が集中された狭い領域に集中して電離と加速が行われ。電離とイオン加速の効率を高めることができる。
【００３２】
本実施の形態による磁気回路の構成に基づく効果を、図２および図３に示す。図２は、図１のホールスラスタにおいて形成される磁場を示す。但し、図１におけるホールスラスタの上半分の断面のみを示す。１２は磁力線である。図３は、図２の加速チャネル１の軸方向における位置と印加される磁場の強さ（磁束密度）の関係を示す。Ｐ1は加速チャネル１の下流端に対応する位置である。Ｌａは、中央磁気コア８の長さＬの１／２であり、従って、Ｐ0は陽極４の近傍の位置に対応する。磁束密度は、最大値Ｂmaxに対する比率で表わされる。
【００３３】
図３から判るように、加速チャネル１の下流端域に磁場が十分に集中し、陽極近傍での磁束密度Ｂ0が十分に抑制されている。このような磁場の集中は、Ｂ0＜０．２Ｂmaxの条件を満足する程度であれば、実用的に十分である。そのためには、外周磁気コア５の上流端の直径Ｄ0、外周磁気コア５の下流端の直径Ｄ1が、下記の式（１）の関係を満たすように構成することが望ましい。
【００３４】
１．２×Ｄ1＜Ｄ0＜１．５×Ｄ1        （１）
印加される磁場の状態は、中央磁気コア８の長さＬによっても影響を受けるが、長さＬと直径Ｄ1の実用的な範囲において、式（１）の関係を満たすことにより、上述の磁束密度の関係を得ることが可能である。寸法の一例として、Ｌ＝８０ｃｍ、Ｄ1＝１８０ｃｍであれば、上記磁束密度の条件を容易に充足することができる。
【００３５】
また、中央磁気コア８の上流端から内側磁気コイル４の上流端までの距離Ｌｂは、Ｌｂ≧０．５Ｌの範囲であれば、上記効果を十分に得ることが可能である。
【００３６】
（実施の形態２）
実施の形態２におけるホールスラスタの構造について、図４の断面図を参照して説明する。基本的な構造は図１に示した実施の形態１と同様であり、同一の要素については同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、中央磁気コア２０、及び外周磁気コア２２の形状が実施の形態１とは相違する。外周磁気コア２２は、中央磁気コア２０に対して傾斜せず、平行である。中央磁気コア２０は、上流端側の小径部２０ａと下流端側の大径部２０ｂとにより形成された２段構造を有する。すなわち、小径部２０ａの直径Ｗ1に対して、大径部２０ｂの直径Ｗ2の方が大きい。直径Ｗ1の小径部２０ａの長さＬｃは、中央磁気コア２０の長さＬの１／２である。内側磁気コイル２１、外側磁気コイル２３はいずれも、軸方向全域に亘って配置されている。
【００３８】
この構成によれば、実施の形態１と同様に、外周磁気コア２２と中央磁気コア２０との間隔が、下流端において上流端よりも狭くなっている。従って、加速チャネル１に印加される磁場は下流端域に集中され、陽極４の近傍では磁場の強さが十分に抑制される。その結果、磁場が集中された狭い領域に集中して電離と加速が行われ。電離とイオン加速の効率を高めることができる。なお、小径部２０ａの長さＬｃは、Ｌｃ≧０．５Ｌであれば、上記効果を十分に得ることが可能である。
【００３９】
本実施の形態による磁気回路の構成に基づく効果を、図５および図６に示す。図５は、図４のホールスラスタにおいて形成される磁場を示す。但し、図４におけるホールスラスタの上半分の断面のみを示す。図６は、図５の加速チャネル１の軸方向における位置と印加される磁場の強さの関係を示す。図３と同様、Ｐ1は加速チャネル１の下流端に対応する位置である。Ｌａは、中央磁気コア２０の長さＬの１／２であり、従ってＰ0は陽極４の近傍の位置に対応する。磁束密度は、最大値Ｂmaxに対する比率で表わされる。
【００４０】
図６から判るように、加速チャネル１の下流端域に磁場が十分に集中し、陽極近傍での磁束密度Ｂ0は十分に抑制されている。実施の形態１と同様にＢ0＜０．２Ｂmaxの条件を満足するためには、下記の式（２）の関係を満たすように構成することが望ましい。
【００４１】
Ｗ2／２＜Ｗ1＜３Ｗ2／４            （２）
印加される磁場の状態は、中央磁気コア２０の長さＬ、外周磁気コア２２の外径Ｄ、チャネル外周壁２ａの内径Ｄ2、チャネル内周壁２ｂの外径Ｄ3によっても影響を受けるが、それらの寸法の実用的な範囲においては、式（２）の関係を満たすことにより、上述の磁束密度の関係を得ることが可能である。寸法の一例として、Ｌ＝８０ｃｍ、Ｄ＝１８０ｃｍ、Ｄ2＝１００ｃｍ、Ｄ3＝５６ｃｍであれば、上記磁束密度の条件を容易に充足することができる。
【００４２】
（実施の形態３）
実施の形態３におけるホールスラスタの構造について、図７の断面図を参照して説明する。基本的な構造は図４に示した実施の形態２と同様であり、同一の要素については同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。
【００４３】
本実施の形態においては、下流端域での磁場の集中効果を更に高めるために、中央磁気コア２０に付設された内側磁気コイル２４は、下流端側に偏在して配置されている。すなわち、図７に示した中央磁気コア２０の上流端から内側磁気コイル２４の上流端までの距離Ｌｂが、０．５Ｌに設定されている。それにより、磁束の発生する位置が下流端側に偏るため、加速チャネル１の下流端域に対する磁場の集中度が向上する。距離Ｌｂは、Ｌｂ≧０．５Ｌであれば、上記効果を十分に得ることが可能である。
【００４４】
本実施の形態による磁気回路の構成に基づく効果を、図８および図９に示す。図８は、図７のホールスラスタにおいて形成される磁場を示す。但し、図７におけるホールスラスタの上半分の断面のみを示す。図９は、図８の加速チャネル１の軸方向における位置と印加される磁場の強さの関係を示す。図３と同様、Ｐ1は加速チャネル１の下流端に対応する位置である。Ｌａは、中央磁気コア２０の長さＬの１／２であり、従ってＰ0は陽極４の近傍の位置に対応する。
【００４５】
図９から判るように、加速チャネル１の下流端域に磁場が十分に集中し、陽極近傍での磁束密度をＢ0は十分に抑制されている。実施の形態１と同様にＢ0＜０．２Ｂmaxの条件を満足するためには、上述の式（２）の関係を満たすように構成することが望ましい。
【００４６】
なお、図示しないが、中央磁気コアに付設された内側磁気コイルを、中央磁気コアに対して下流端側に偏在して配置することのみにより、加速チャネル１の下流端域に磁場を十分に集中させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のホールスラスタは、加速チャネルの下流端域に磁場が集中して、電離とイオン加速の効率が向上するので、人工衛星や惑星探査機等、宇宙機の姿勢制御あるいは軌道制御等に用いられる宇宙航行機用推進装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるホールスラスタの断面図
【図２】同ホールスラスタにおいて形成される磁場を示す断面図
【図３】同磁場の強さと加速チャネル軸方向における位置との関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるホールスラスタの断面図
【図５】同ホールスラスタにおいて形成される磁場を示す断面図
【図６】同磁場の強さと加速チャネル軸方向における位置との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態３におけるホールスラスタの断面図
【図８】同ホールスラスタにおいて形成される磁場を示す断面図
【図９】同磁場の強さと加速チャネル軸方向における位置との関係を示す図
【図１０】ホールスラスタの基本構造を示す斜視図
【図１１】従来例のホールスラスタを示す断面図
【符号の説明】
【００４９】
１、３１、４１  加速チャネル
２ａ、３２ａ、４２ａ  チャネル外周壁
２ｂ、３２ｂ、４２ｂ  チャネル内周壁
３  封口部材
４、３４、４４  陽極
４ａ、３４ａ、４５  推進剤供給口
５、２２、３５、４６  外周磁気コア
６  前端板
７  連結部材
８、２０、３６、４７  中央磁気コア
９、４８  後端板
１０、、２３、４９  外側磁気コイル
１１、２１、５０  内側磁気コイル
１２  磁力線
２０ａ  小径部
２０ｂ  大径部
３３、４３  陰極
５１、５２  マグネティックシールド
【図１】
2007071055.tif 000003
【図２】
2007071055.tif 000004
【図３】
2007071055.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007071055.tif 000007
【図６】
2007071055.tif 000008
【図７】
2007071055.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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