×
13.02.2018
218.016.212d

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРФОРАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ЭЛЕКТРОДАХ ИОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к ионным системам, и может быть использовано в области ракетно-космической техники, при разработке, изготовлении и сборке ионно-оптической системы (ИОС) ионных двигателей (ИД), ионных пушек и ускорителей. Технический результат- : упрощение обеспечения соосности между отверстиями в электродах при сборке ИОС. В способе перфорации отверстий в электродах ионно-оптической системы, основанном на формировании ионных пучков с последующим их воздействием на обрабатываемую поверхность электрода, перед воздействием ионных пучков на обрабатываемую поверхность собирают ионно-оптическую систему, включая эмиссионный электрод, затем формируют разряд, создавая поток ионов, и направляют его через отверстия эмиссионного электрода на обрабатываемую поверхность электрода, где ионы распыляют материал электрода в точках воздействия. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области плазменной техники, а именно к ионным системам, и может быть использовано в области ракетно-космической техники, при разработке, изготовлении и сборке ионно-оптической системы (ИОС) ионных двигателей (ИД), ионных пушек и ускорителей.

ИОС является конструктивно и технологически наиболее сложным и ответственным элементом ИД. Она состоит, как правило, из эмиссионного, ускоряющего и замедляющего электродов, в которых выполнены отверстия, причем обычно отверстия в каждом из электродов имеют свой, отличный от отверстий в других электродах, диаметр. Одной из наиболее важных проблем при изготовлении и сборке ИОС ИД является обеспечение точности изготовления электродов ИОС, обеспечение как зазора между электродами, так и соосности отверстий в электродах.

Изменение зазора между электродами на 10% по сравнению с расчетным номинальным значением приводит к падению плотности тока до 5%, отклонение диаметра отверстий в электродах от номинального на 2,5% приводит к снижению плотности тока на 2-6,5%, отклонение сосности между отверстиями на 2,5% приводит к падению плотности тока до 5%. Кроме того, плохо сфокусированный пучок ионов приводит к распылению стенок отверстий в электродах, что в итоге ведет к ухудшению параметров ИД. Все это требует особого внимания, создает существенные трудности при проектировании, изготовлении и сборке ИОС ИД.

Известен способ перфорации отверстий ионно-оптической системы, содержащей эмиссионный, ускоряющий и замедляющий электроды. Способ включает послойную укладку углеродных волокон или углеволоконной ткани на рабочую поверхность формообразующего элемента (патент РФ №2543063 (2013 г.) "Способ изготовления электродов ионно-оптической системы" - аналог; Лесневский Л.Н. Технология производства космических двигателей и энергоустановок с использованием наноматериалов: Учебно-методический комплекс / Л.Н. Лесневский, В.Н. Тюрин. - Калуга, Москва: Изд-во «Эйдос», 2011. - 482 с.; - прототип).

Такой способ перфорации ионно-оптической системы обладает следующими недостатками:

- сложность обеспечения соосности между отверстиями в электродах при сборке;

- сложность обеспечения соосности между отверстиями в электродах, связанной с учетом термического смещения;

- сложность обеспечения соосности между отверстиями в электродах, связанной с учетом выпуклости (коробления) самих электродов;

- высокие требования к точности изготовления электродов;

- ограниченность параметров геометрических форм отверстий.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно:

- упрощение обеспечения соосности между отверстиями в электродах при сборке ИОС;

- упрощение обеспечения соосности между отверстиями в электродах с учетом термического смещения;

- упрощение обеспечения соосности между отверстиями, связанной с учетом выпуклости (коробления) самих электродов;

- снижение требований к точности изготовления электродов;

- расширение параметров геометрических форм отверстий в электродах.

В предлагаемом изобретении технический эффект достигается тем, что в известном способе перфорации отверстий в электродах ионно-оптической системы, основанном на формировании ионных пучков с последующим их воздействием на обрабатываемую поверхность электрода, согласно изобретению перед воздействием ионных пучков на обрабатываемую поверхность собирают ионно-оптическую систему, включая эмиссионный электрод, затем формируют разряд, создавая поток ионов, и направляют его через отверстия эмиссионного электрода на обрабатываемую поверхность электрода, где ионы распыляют материал электрода в точках воздействия.

Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что благодаря ей появляется возможность обеспечить высокую точность изготовления перфорированной решетки электродов ионно-оптической системы, минимизировав время на ее изготовление и последующую настройку (юстировку) соосности отверстий между электродами во время сборки.

Предлагаемая «технология» перфорации электродов ионно-оптической системы иллюстрируется на фиг. 1 (общая схема), на фиг. 2, 3 представлен элемент ионно-оптической системы, где:

1 - эмиссионный электрод;

2 - ускоряющий электрод;

3 - замедляющий электрод;

4 - внутренний фланец эмиссионного электрода;

5 - внешний фланец эмиссионного электрода;

6 - отверстия в эмиссионном электроде;

7, 14 - регулировочная шайба;

8, 9, 12, 13 - керамический изолятор;

10, 11 - винт;

15 - ионный пучок;

16 - отверстия в ускоряющем электроде;

IУЭ - сила тока ускоряющего электрода;

IЭЭ - сила тока эмиссионного электрода.

Ионно-оптическая система состоит из эмиссионного электрода 1 с отверстиями 5, формирующими апертурную сетку, и ускоряющего 2 электрода, фланцев 3, 4 эмиссионного электрода, керамических изоляторов 6, 8, регулировочных шайб 7. Изолятор между электродами для исключения пробоев из-за распыления материала ускоряющего электрода может быть закрыт металлической сеткой.

Принцип изготовления отверстий ускоряющего электрода для ионно-оптической системы заключается в следующем.

Ионно-оптическую систему (ИОС) в сборе с газоразрядной камерой (ГРК) помещают в вакуумную камеру. В ГРК зажигается плазменный разряд. На готовый перфорированный ЭЭ 1 и обрабатываемый УЭ 2 подается разность напряжений. Появившиеся ионные пучки бомбардируют УЭ 2, начиная распыление материала (фиг. 2).

Вследствие длительного воздействия ионных пучков на УЭ 2 начнут образовываться отверстия (фиг. 3). Данный метод повышает точность соосности отверстий даже с учетом термического смещения. При этом качество и форма отверстий в электродов ЭЭ не имеет значение.

Для уточнения готовности отверстий УЭ с электродов снимаются показания силы токов IУЭ и IЭЭ. В начале изготовления отверстий IУЭ=IЭЭ, так как весь заряд ионов оседает на УЭ. При выполнении операции ионные пучки начнут пробивать и проходить сквозь образующиеся отверстия (фиг. 2). В результате этого сила тока УЭ IУЭ начнет падать (фиг 3.). Отверстия УЭ считаются окончательно готовыми, когда IУЭ<0,1⋅IЭЭ (фиг. 4).

Изготовление перфорационной сетки данным методом позволит увеличить высокую точность соосности между отверстиями электродов при сборке. А так как для перфорации УЭ требуется только один готовый ЭЭ, то это уменьшает требования к точности изготовления самого ЭЭ, что снижает стоимость затрат на изготовление электродов.

Таким образом, благодаря использованию изобретения обеспечивается изготовление отверстий электродов ионно-оптической системы с минимальным отклонением соосности отверстий между электродами от номинального расчетного значения, что обеспечит минимальный разброс параметров и характеристик ионно-оптической системы для любых геометрических форм электродов.

Способ перфорации отверстий в электродах ионно-оптической системы, основанный на формировании ионных пучков с последующим их воздействием на обрабатываемую поверхность электрода, отличающийся тем, что перед воздействием ионных пучков на обрабатываемую поверхность собирают ионно-оптическую систему, включая эмиссионный электрод, затем формируют разряд, создавая поток ионов, и направляют его через отверстия эмиссионного электрода на обрабатываемую поверхность электрода, где ионы распыляют материал электрода в точках воздействия.
СПОСОБ ПЕРФОРАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ЭЛЕКТРОДАХ ИОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
СПОСОБ ПЕРФОРАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ЭЛЕКТРОДАХ ИОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
СПОСОБ ПЕРФОРАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ЭЛЕКТРОДАХ ИОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
СПОСОБ ПЕРФОРАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ЭЛЕКТРОДАХ ИОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 104.
27.08.2014
№216.012.eefb

Способ установки геометрической оси камеры жрд и компенсирующее замыкающее устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в газогидравлических магистралях жидкостных ракетных двигателей. В способе установки геометрической оси камер жидкостного ракетного двигателя в номинальном положении, основанном на исключении влияния технологических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526998
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.11.2014
№216.013.0420

Способ форсирования по тяге жидкостного ракетного двигателя и жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, ориентированного на космические транспортные системы. Способ форсирования тяги ЖРД, основанный на изменении энергетических параметров функционирования, согласно изобретению форсирование осуществляют путем подачи части газа из газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532454
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.084b

Турбонасосный агрегат окислителя жидкостного ракетного двигателя безгенераторной схемы

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). В турбонасосном агрегате окислителя жидкостного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533524
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0892

Турбонасосный агрегат

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ТНА состоит из турбины и насоса, рабочие колеса которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533595
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.141d

Бункер-пылеподавитель

Изобретение относится к погрузочно-разгрузочным работам, в частности к загрузке вагонов и конвейеров пылящими материалами, и может быть использовано в горной, химической и пищевой промышленности при хранении, транспортировке и погрузке/выгрузке пылящих материалов и направлено на уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536573
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.17b3

Установка для очистки воздуха

Изобретение относится к отделению дисперсных частиц от газового потока. Установка для очистки воздуха содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока, несколько последовательно расположенных конденсационных секций, каждая из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537495
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.180e

Конденсационная камера

Изобретение относится к очистке воздуха. Конденсационная камера для установки очистки газового потока содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока и выходной канал для выхода очищенного газового потока, средство для вдувания пара,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537586
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1810

Установка для очистки воздуха

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Установка для очистки воздуха содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока. Установка также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537588
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1812

Способ подачи пара в конденсационную камеру

Изобретение относится к очистке воздуха. При очистке газового потока средство для вдувания пара выполняют состоящим как минимум из двух цилиндров, которые располагают соосно один внутри другого с радиальным зазором, образуя при этом внутренние кольцевые каналы. Каждый цилиндр состоит из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537590
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1901

Конденсационная камера

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Конденсационная камера для очистки газового потока содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537829
Дата охранного документа: 10.01.2015
Показаны записи 11-20 из 103.
27.08.2014
№216.012.eefb

Способ установки геометрической оси камеры жрд и компенсирующее замыкающее устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в газогидравлических магистралях жидкостных ракетных двигателей. В способе установки геометрической оси камер жидкостного ракетного двигателя в номинальном положении, основанном на исключении влияния технологических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526998
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.11.2014
№216.013.0420

Способ форсирования по тяге жидкостного ракетного двигателя и жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, ориентированного на космические транспортные системы. Способ форсирования тяги ЖРД, основанный на изменении энергетических параметров функционирования, согласно изобретению форсирование осуществляют путем подачи части газа из газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532454
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.084b

Турбонасосный агрегат окислителя жидкостного ракетного двигателя безгенераторной схемы

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). В турбонасосном агрегате окислителя жидкостного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533524
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0892

Турбонасосный агрегат

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ТНА состоит из турбины и насоса, рабочие колеса которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533595
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.141d

Бункер-пылеподавитель

Изобретение относится к погрузочно-разгрузочным работам, в частности к загрузке вагонов и конвейеров пылящими материалами, и может быть использовано в горной, химической и пищевой промышленности при хранении, транспортировке и погрузке/выгрузке пылящих материалов и направлено на уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536573
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.17b3

Установка для очистки воздуха

Изобретение относится к отделению дисперсных частиц от газового потока. Установка для очистки воздуха содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока, несколько последовательно расположенных конденсационных секций, каждая из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537495
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.180e

Конденсационная камера

Изобретение относится к очистке воздуха. Конденсационная камера для установки очистки газового потока содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока и выходной канал для выхода очищенного газового потока, средство для вдувания пара,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537586
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1810

Установка для очистки воздуха

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Установка для очистки воздуха содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока. Установка также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537588
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1812

Способ подачи пара в конденсационную камеру

Изобретение относится к очистке воздуха. При очистке газового потока средство для вдувания пара выполняют состоящим как минимум из двух цилиндров, которые располагают соосно один внутри другого с радиальным зазором, образуя при этом внутренние кольцевые каналы. Каждый цилиндр состоит из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537590
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1901

Конденсационная камера

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Конденсационная камера для очистки газового потока содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537829
Дата охранного документа: 10.01.2015
+ добавить свой РИД