Организация рабочего процесса в ускорителях плазмы сверхмалой мощности

Авиационная и ракетно-космическая техника

2022. Т. 29. № 3. С. 169-179.

DOI: 10.34759/vst-2022-3-169-179

Авторы

Каплин М. А.1*, Митрофанова О. А.1*, Марков А. С.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

Изложены результаты исследовательской работы с экспериментальными лабораторными моделями ускорителей плазмы сверхмалой мощности У-М1 и У-М2, созданными с целью поиска и отработки новых технических решений для разрабатываемых в ОКБ «Факел» плазменных двигателей сверхмалой мощности. Представлены результаты параметрических и ресурсных исследований ускорителей У-М1 и У-М2. Определены особенности рабочих процессов ионизации и ускорения в условиях сверхмалой мощности разряда и сверхмалых геометрических размеров разрядной камеры.

Ключевые слова:

ускоритель плазмы сверхмалой мощности, стационарный плазменный двигатель, сверхмалые размеры разрядной камеры, малый космический аппарат стандарта CubeSat

Библиографический список

  1. Hruby P., Demmons N., Courtney D. et al. Overview of Busek Electric Propulsion // 36th International Electric Propulsion Conference (15-20 September 2019; University of Vienna, Austria). IEPC-2019-926.

  2. Smith B.K., Smith T.D., Jacobson D.T. Overview of Electric Propulsion Projects at NASA Glenn Research Center // 36th International Electric Propulsion Conference (15-20 September 2019; University of Vienna, Austria). IEPC-2019-A-949.

  3. Boniface C., Castanet F., Giesen G. et al. An overview of French electric propulsion activities at CNES // 36th International Electric Propulsion Conference (15-20 September 2019; University of Vienna, Austria). IEPC-2019-253.

  4. Jackson S.W. Design of an Air-Breathing Electric Thruster for CubeSat Applications. Thesis for the degree of Masters of Science. University of Colorado. 2017. DOI: 10.13140/RG.2.2.34587.57124

  5. Polzin K.A., Peeples S. Iodine Hall Thruster Propellant Feed System for a CubeSat // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (28-30 July 2014; Cleveland, OH). AIAA 2014-3915. DOI: 10.2514/6.2014-3915

  6. Puchkov P.M. The low-current cathode for a small power electric propulsion // 7th European Conference for Aeronautics and Space Sciences (03-06 July 2017; Milan, Italy). DOI: 10.13009/EUCASS2017-138

  7. O’Reilly D., Herdrich G., Kavanagh D.F. Electric Propulsion Methods for Small Satellites: A Review // Aerospace. 2021. Vol. 8. No. 1, 22. DOI: 10.3390/aerospace8010022

  8. Прохоренко И.С., Каташов А.В., Каташова М.И. Газовая двигательная установка коррекции для наноспутников // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 152-165. DOI: 10.34759/vst-2021-2-152-165

  9. Tsay M., Model J., Barcroft C. et al. Integrated Testing of Iodine BIT-3 RF Ion Propulsion System for 6U CubeSat Applications // 35th International Electric Propulsion Conference (8-12 October 2017; Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA).

  10. Chengyu M., Charles N.R. The Design and Characterization of a Porous-emitter Electrospray Thruster (PET-100) for Interplanetary CubeSats // 7th Interplanetary Cubesat Workshop (29-30 May 2018; Paris, France).

  11. Conversano R.W., Wirz R.E. Mission Capability Assessment of CubeSats Using a Miniature Ion Thruster // Journal of Spacecraft and Rockets. 2013. Vol. 50. No.5, pp. 1036-1037. DOI: 10.2514/1.A32435

  12. Sternberg D., Essmiller J., Colley C. et al. Attitude Control System for the Mars Cube One Spacecraft // IEEE Aerospace Conference (02-09 March 2019; Big Sky, MT, USA), pp. 1-10. DOI: 10.1109/AERO.2019.8741816

  13. Каплин М.А., Митрофанова О.А., Берникова М.Ю. Разработка плазменных двигателей сверхмалой мощности серии ПлаС // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 74-85. DOI: 10.34759/vst-2021-1-74-85

  14. Бугрова А.И., Ким В.П. Современное состояние физических исследований в ускорителях с замкнутым дрейфом электронов и протяженной зоной ускорения // Плазменные ускорители и ионные инжекторы: Сборник статей. – М.: Наука, 1984. С. 107-129.

  15. Митрофанова О.А. Влияние величины и топологии магнитного поля на интегральные характеристики стационарных плазменных двигателей: Дисс. ... канд. техн. наук. – Калининград, 2015. – 147 с.

  16. Ким В.П., Гниздор Р.Ю., Грдличко Д.П. и др. Основные положения, используемые для управления слоем ионизации и ускорения в разряде стационарного плазменного двигателя // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2018. № 12. С. 101-112. DOI: 10.1134/S0207352818120107

  17. Белан Н.В., Ким В.П., Оранский А.И., Тихонов В.Б. Стационарные плазменные двигатели. – Харьков: Харьковский авиационный институт, 1989. – 315 с.

  18. Хартов С.А. Расчет элементов двигательной установки со стационарным плазменным двигателем. Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. – 84 с.

  19. 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.

  20. Ikeda T., Obara H., Taguchi S. et al. Development of low-power micro cylindrical hall thruster «SCHT-1» // 36th International Electric Propulsion Conference (15-20 September 2019; University of Vienna, Austria). IEPC-2019-A-779.

  21. Gurciullo A., Jarrige J., Lascombes P., Packan D. Experimental performance and plume characterization of a miniaturized 50W Hall thruster // 36th International Electric Propulsion Conference (15-20 September 2019; University of Vienna, Austria). IEPC-2019-142.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024