Тепловой расчет катода с бариевым термоэмиттером

DOI: 10.34759/vst-2020-2-71-80

Авторы

Синицин А. П.^1*, Парахин Г. А.^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: info@fakel-russia.com
**e-mail: albert37@list.ru

Аннотация

Представлены разработанная тепловая модель катода с бариевым термоэмиттером и результаты расчета теплового состояния его элементов. По результатам расчета теплового состояния элементов конструкции катода в режимах функционирования проведен анализ конструкции катода, параметров запуска, обеспечивающих тепловые требования к основным его элементам.

Ключевые слова:

катод-компенсатор, стационарный плазменный двигатель, тепловая модель, пакет прикладных программ (ППП) SolidWorks Flow Simulation, тепловой расчет, тепловакуумные испытания, температура

Библиографический список

1. Никонов Б.П. Оксидный катод. – М: Энергия, 1979. – 238 с.

2. Saevets P., Semenenko D., Albertini R., Scremin G. Development of a Long-Life Low-Power Hall Thruster // The 35th International Electric Propulsion Conference (8–12 October 2017, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia, USA). IEPC-2017-38.

3. Kurzyna J., Barral S., Daniłko D. et al. First Tests of the KLIMT Thruster with Xenon Propellant at the ESA Propulsion Laboratory // Space Propulsion 2014 (Cologne, Germany, 19-22.05.2014). Paper No. 2980923.

4. Loyan A.V., Maksymenko T.A. Electric Propulsion System based on Small Hall ThrusterSPT-20M for Microsatellites // The 33rd International Electric Propulsion Conference (6–10 October 2013, The George Washington University, Washington, D.C., USA). IEPC2013, http://www.iepc2013.org/

5. Domonkos M.T., Gallimore A.D., Patterson M.J. An Evaluation of Hollow Cathode Scaling to Very Low Power and Flow Rate. – Published by the Electric Rocket Propulsion Society with permission,1997.

6. Rotter J.E. An Analysis of Multiple Configurations of Next-Generation Cathodes in a Low Power Hall Thruster. – Theses and Dissertations, 2009. URL: https://scholar.afit.edu/etd/2417

7. Goebal D.M., Katz I. Fundamentals of electric propulsion: Ion and Hall Thrusters. – Denwer: Wiley, 2008. – 512 p.

8. Rossetti P., Signori M., Andrenucci M., Paganucci F. Hollow Cathodes Study at Alta-Centrospazio // Presented at the 29th International Electric Propulsion Conference (31October – 4 November 2005, Princeton University, Italy). IEPC-2005-277.

9. Ашкинази Л.А. Результаты в области термо- и вторичноэлектронных катодов за 1990-2012 годы: литературный обзор. – М.: Изд-во МИЭМ, 2012. URL: http://lit.lib.ru/a/ashkinazi_l_a/text_0070.shtml

10. Кресанов В.С., Малахов Н.П., Морозов В.В. и др. Высокоэффективный эмиттер электронов на основе гексаборида лантана. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 151 с.

11. Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Баранов Г.В. и др. Исследование структуры и механических свойств нано- и ультрадисперсных механоактивированных вольфрамовых псевдосплавов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2010. № 2(1). С. 47-59.

12. Стрелецкий А.Н., Портной В.К., Леонов A.B. Механохимическая активация и спекание вольфрама и его смесей с медью и никелем // Химия в интересах устойчивого развития. 2002. Т. 10. № 1-2. С. 245-254.

13. Светцов В.И. Вакуумная и плазменная электроника: Учебное пособие. – Иваново: Изд-во ИГХТУ, 2003. – 172 с.

14. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. Т. 1. Металлы и материалы с металлической проводимостью. – Пер. с немецкого. Под общ. ред. Р.А. Нилендера и А.А. Котляра. – М.-Л.: Энергия, 1962. – 632 с.

15. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов: Учебник. – М.: Металлургия, 1980. – 320 с.

16. Кошелев Н.Н., Цаглов А.И., Федотенко В.А. Моделирование стартового нагрева безнакального катодакомпенсатора для микроСПД // Авиационнокосмическая техника и технология. 2009. № 8(65). С. 116-120.

17. Мартыненко О.Г. (ред.) Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т. 2 / Пер. с англ.– М.: Энергоатомиздат, 1987.– 352 с.

18. Чубов П.Н., Саевец П.А., Румянцев А.В. Тепловой расчет стационарного плазменного двигателя СПД-50 // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 70-79.

19. Синицин А.П., Гоза Д.А., Румянцев А.В. Тепловой расчет жидкостного ракетного двигателя малой тяги на экологически безопасном монотопливе // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 2. С. 109-116.

20. Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 448 c.