Влияние тока магнита на процессы при запуске стационарного плазменного двигателя

DOI: 10.34759/vst-2020-1-144-151

Авторы

Комаров А. А.^1*, Семененко Д. А.^1**, Приданников С. Ю.¹, Румянцев А. В.^2***

1. Опытное конструкторское бюро «Факел», ОКБ «Факел», Московский проспект, 181, Калининград, 236001, Россия
2. Балтийский федеральный университет им. И. Канта, БФУ им. И. Канта, 14, Калининград, 236041, Россия

*e-mail: komarov@fakel-russia.com
**e-mail: semenenkoda@fakel-russia.com
***e-mail: albert37@list.ru

Аннотация

Приведены результаты эксперимента, целью которого было определение влияния стартового тока магнита на величину пускового броска и на колебания тока разряда. Эксперимент был выполнен с использованием стационарного плазменного двигателя СПД-140. Проверены запуски с током магнита от 0,5 до 4,0 А (номинальное значение). Показано, что уровень тока магнита при запуске не влияет на величину пускового броска тока разряда. Определен минимальный уровень тока магнита, равный 3 А, при котором запуск двигателя не сопровождается повышенными колебаниями тока разряда.

Ключевые слова:

стационарный плазменный двигатель, запуск, магнитное поле, колебания тока разряда, пусковой бросок тока разряда

Библиографический список

1. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Физматлит, 2008. – 613 с.

2. Ким В.П., Семенкин А.В., Хартов С.А. Конструктивные и физические особенности двигателей с замкнутым дрейфом электронов. – М.: Изд-во МАИ, 2016. – 160 с.

3. Каташова М.И., Парахин Г.А., Румянцев А.В. Разработка многорежимного катода-компенсатора для стационарного плазменного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 3. С. 161–166.

4. Maxar’s SSL Highlights its U.S. Industry Leadership in Next-Generation Solar Electric Propulsion. 2018. URL: https://www.prnewswire.com/news-releases/maxars-ssl-highlights-its-us-industry-leadership-in-next-generation-solar-electric-propulsion-300768397.html

5. Mitrofanova O.A., Gnizdor R.Yu. Influence of SPT magnetic field on life time characteristics of the thruster // 33rd International Electric Propulsion Conference (The George Washington University, Washington, D.C., USA, 6-10 October 2013). IEPC-2013-51

6. Гниздор Р.Ю., Митрофанова О.А., Румянцев А.В. Исследование влияния магнитного поля стационар­ного плазменного двигателя на разность потенциалов между катодом и «землей» // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 2. С. 47–52.

7. Морозов А.И., Есипчук Ю.В., Капулкин А.М. Влияние конфигурации магнитного поля на режим работы ускорителя с замкнутым дрейфом электронов (УЗДП) // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. № 3. С. 612–619.

8. Jorns B., Hofer R., Mikellides I. Power Dependence of the Electron Mobility Profile in a Hall Thruster // 50^th AIAA Joint Propulsion Conference (Cleveland, OH, 28-30 July 2014). AIAA-2014-3620. DOI: 10.2514/3620

9. McDonald M.S. Electron Transport in Hall Thrusters. A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Applied Physics). – The University of Michigan. 2012. – 224 p. URL: http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/91553/1/msmcdon1.pdf

10. Ермошкин Ю.М., Галайко В.Н., Ким В.П. и др. Особенности переходных процессов в разрядной цепи при запуске стационарного плазменного двигателя СПД-140Д // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 80–88.

11. Vial V., Mazouffre S, Prioul M., Pagnon D., Bouchoule A. CCD images of Hall effect thruster plume dynamics after ultrafast current ignition // IEEE Transactions on Plasma Science. 2005. Vol. 33. No. 2, pp. 524-525. DOI: 10.1109/TPS.2005.845363

12. Ellison C.L., Raitses Y., Fisch N.J. Fast camera imaging of hall thruster ignition // IEEE Transactions on Plasma Science. 2011. Vol. 39. No. 11, part 1, pp. 2950-2951. DOI: 10.1109/TPS.2011.2121925

13. Ермилов A.H., Ерошенков В.Ф., Новичков Д.Н. и др. Экспериментальное исследование области существования интенсивного несамостоятельного разряда в скрещенных полях // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51. № 5. C. 670. DOI: 10.7868/S0040364413050050

14. Delgado J., Corey R., Murashko V., Koryakin A., Pridannikov S. Qualification of the SPT-140 for use on Western Spacecraft // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (Cleveland, Ohio, USA, 28-30 July 2014). AIAA 2014-3606. DOI: 10.2514/3606

15. Snyder J.S., Hofer R.R. Throttled Performance of the SPT-140 Hall Thruster // 50th AIAA/ASME/SAE/ ASEE Joint Propulsion Conference (Cleveland, Ohio, USA, 28-30 July 2014). AIAA-2014-3816, DOI: 10.2514/6.2014-3816

16. Fife J., Hargus W., Mason L., Jankovsky R., Haag T., Pinero L., Snyder J. Preliminary Performance Results of the High Performance Hall System SPT-140 // 36th Joint Propulsion Conference (Huntsville, AL, 17-19 July 2000). AIAA-2000-3250, DOI: 10.2514/6.2000-3250

17. Duchemin O., Le Mehaute D., Oberg M., Cavelan X., Guilhem-Ducleon M., Khimeche G., Payot F. End-to-End Testing of the PPS^®5000 Hall Thruster System With a 5-kW Power Processing Unit // 34th International Electric Propulsion Conference (Hyogo-Kobe, Japan, 4-10 July 2015). IEPC-2017- 127.

18. Чернышёв Т.В. Экспериментальные и численные исследования нарушения стационарности горения интенсивных разрядов с замкнутым дрейфом электронов: Дисс. ... канд. физ.-мат. наук. – М., 2015. – 106 c.

19. Демьяненко В.Н., Зубков И.П., Лебедев С.В., Морозов А.И. Индукционный метод измерения азимутального дрейфового тока в ускорителях с замкнутым дрейфом электронов // Журнал технической физики. 1978. Т. 48. № 3. С. 634–637.

20. Жданов С.К., Курнаев В.А., Романовский М.К., Цветков И.В. Основы физических процессов в плазме и плазменных установках: Учебное пособие. – М.: Изд-во МИФИ, 2007. – 372 с.