自磁场加速超高焓电弧加热器

摘要

一种自磁场加速超高焓电弧加热器，包括：阴极、喷管和阳极，阴极和阳极被超音速喷管分隔开，阴极放置在超音速喷管的上游，6-30个阳极端子沿圆周方向均匀放置在超音速喷管出口，超音速喷管由5-10个相互绝缘的金属环组成。等离子电弧上游端附着在阴极端头上，下游端均匀分布在阳极端子上。采用大电流、低电压运行方式，电弧本身的大电流产生强大磁场，将电弧向中心区域压缩并对等离子体加速，超音速喷管的结构使气流在上游发生扰动，这些原因使得气流和电弧充分混合，提高气流焓值。该自磁场加速超高焓电弧加热器可以应用于模拟航天飞行器在深空探测返回时的高空热环境，为航天飞行器防热材料筛选实验提供热环境。

主权项

自磁场加速超高焓电弧加热器，其特点在于：自磁场加速超高焓电弧加热器由阴极(1)、喷管(2)和阳极(3)组成，阴极(1)和阳极(3)被喷管(2)分隔开，各部分相互绝缘并密封固定；阴极(1)由阴极棒(4)和耐高温绝缘套管(5)组成，工作气体通过阴极棒(4)下游的进气孔(6)切向旋转进入，阴极棒(4)采用耐高温且电子溢出功较低的钨合金制成，阴极(1)和喷管(2)绝缘并密封固定；喷管(2)由5‑10个水冷金属环(7)和绝缘片(8)交替排列组成，每个水冷金属环(7)都有水冷通道(9)，从压缩通道下游的进气口(10)引进实验所需成分的气体；阳极(3)由6‑30个阳极端子(12)组成，阳极端子(12)沿圆周方向均匀放置在喷管(2)出口，不同阳极端子之间相互绝缘，保护气体在阳极端子(12)上游的进气口(11)切向旋转进入，保护阳极端子(12)，通过调节镇定电阻(13)的阻值，控制电弧电流平均分配在每个阳极端子(12)上。