ИСТИНА

В настоящее время в литературе большое внимание уделяется исследованию потенциальных возможностей геликонного ионного двигателя, предложенного К.Чарльз и Р.В.Босвеллом [1]. Рабочий процесс двигателя основан на ВЧ индуктивном разряде, помещенном во внешнее магнитное поле. Для поддержания высокоплотной плазмы используется явление резонансного поглощения ВЧ мощности плазмой в силу возбуждения связанных геликонных и косых ленгмюровских волн [2-3]. Формирование и ускорение ионного пучка происходит благодаря падению потенциала в двойном слое, образующемся на границе газоразрядной (ГРК) и вакуумной камер при наличии внешнего магнитного поля [4]. Значения плотности плазмы для геликонного источника ионов составляют 1012-1013см-3 при ВЧ мощности 1кВт и расходе газа 30см3/мин. Средняя энергия ионов составляет порядка 60eV [5-6]. В настоящей работе представлены результаты испытания моделей высокочастотного индуктивного ионного двигателя, в котором также как и в работах К.Чарльз и Р.В. Босвелла ускорение ионов осуществлялось скачком падения в двойном слое, возникающем на выходе ионного двигателя. Целью работы является исследование закономерностей возникновения двойного слоя и возможности управления скачком потенциала двойного слоя при наложении на индуктивный ВЧ разряд внешнего однородного, сходящегося и расходящегося магнитного поля, изменения диаметра и длины выходного канала двигателя, а также введения дополнительного электрода, формирующего емкостную ветвь разряда. Измерения проводились в аргоне, расход аргона изменялся в диапазоне 6 – 50 см3/мин. Рабочая частота равнялась 13.56МГц, диапазон рассмотренных мощностей составлял 30-300Вт. Результаты испытаний моделей двигателя показали, что наличие расходящегося внешнего магнитного поля, сужения на выходе газоразрядной камеры двигателя ведут к увеличению средней энергии ионов пучка. Чем уже и длиннее выходной канал, тем выше энергия ускоренных ионов. Идея увеличения изменения потенциала на выходе двигателя за счет появления дополнительного квазистационарного скачка потенциала, была экспериментально подтверждена со средним улучшением в 20-60эВ. Показана возможность создания эффективного прототипа ионного двигателя с гибкими возможностями независимого контроля параметров. Подобное устройство способно изменять энергию ионов пучка от 10 до 300эВ и ионный ток – от 0 до 250мкА/см2.