Управление ионными потоками в холловских ускорителях

Авторы

Духопельников Д. В.^*, Воробьев Е. В.^**, Ивахненко С. Г.^***

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: duh@bmstu.ru
**e-mail: evgsparrow@gmail.com
***e-mail: ivakhnenko@bmstu.ru

Аннотация

Показано, что азимутальное отклонение ионов в канале холловских ускорителей под действием силы Лоренца не позволяет сфокусировать ионный пучок в пятно с гауссовым распределением плотности ионного тока. Показано, что при помощи дополнительной магнитной системы, установленной за выходом из ускорительного канала, можно компенсировать азимутальное отклонение ионов и добиться хорошей фокусировки ионного пучка. Представлен ускоритель ИИ200К, реализующий данный способ фокусировки. Изложены результаты измерения распределения плотности ионного тока по радиусу ионного пучка ускорителя ИИ200К на различных расстояниях от ускорителя.

Ключевые слова

сила Лоренца, ускоритель с анодным слоем, холловский ускоритель, фокусировка ионного пучка

Библиографический список

1. Горшков О.А., Муравлев В.А., Шагайда А.А. Холловские и ионные плазменные двигатели для космических аппаратов. – М.: Машиностроение, 2008. – 280 с.

2. Гришин С.Д., Лесков Л.В. Электрические ракетные двигатели. – М.: Машиностроение, 1989. – 216 с.

3. Архипов А.С., Ким В.П., Сидоренко Е.К. Стационарные плазменные двигатели Морозова.– М.: Изд-во МАИ, 2012. – 292 с.

4. Обухов В.А., Покрышкин А.И., Попов Г.А., Яшина Н.В. Использование маршевой электроракетной двигательной установки для управления ориентацией КА // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 3. С. 31 – 40.

5. Zhurin V.V. Industrial Ion Sources: Broadbeam Gridless Ion Source Technology. – Wiley, 2011. – 326 p.

6. Браун Я. Физика и технология ионных пучков / Пер. с англ. под ред. д.ф.-м.н. Е.С. Машковой.– М.: Мир, 1998. – 496 с.

7. Young-Sik Ghim, Shin-Jae You, Hyug-Gyo Rhee, Ho-Soon Yang, Yun-Woo Lee. Ultra-precision surface polishing using ion beam figuring // Proceedings of SPIE 8416, 6th International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies: Advanced Optical Manufacturing Technologies, October 16, 2012, no. 84161O.

8. Мартынов М.И., Михнев Р.А., Семенов А.П., Штандель С.К. Технология и метрология малоразмерной ионно-лучевой обработки оптических деталей // Формообразование оптических поверхностей: Труды международной академии «Контенант», Российское отделение. М., 2005. Т. 1. С. 151–170.

9. Марахтанов М.К., Духопельников Д.В., Ивахненко С.Г., Воробьев Е.В., Крылов В.И. Влияние азимутального отклонения ионов плазменной струи на тяговый КПД двигателя с анодным слоем // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 12. С. 219 – 232.

10. Духопельников Д.В., Ивахненко С.Г. Влияние азимутального отклонения ионов на форму пучка двигателя с анодным слоем // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 10. С. 157–164.

11. Воробьев Е.В., Марахтанов М.К., Духопельников Д.В., Ивахненко С.Г. Момент вращения в двигателях с анодным слоем // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 10. С. 149 – 158.

12. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику.– М.: Физматлит, 2006. – 576 с.

13. Hofer R.R. Development and Characterization of HighEfficiency, High-Specific Impulse Xenon Hall Thrusters. / A Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Aerospace Engineering) in The University of Michigan, 2004. – 400 p.

14. Bizyukov A.A., Girka A.I., Sereda K.N., Nazarov A.V., Romaschenko E.V. Hall ion source with ballistic and magnetic beam focusing // Problems of atomic science and technology. 2008. № 6. Series: Plasma Physics (14), pp. 174 –176.

15. Ланин В., Телеш Е. Пайка ионным лучом в вакууме // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 7. С. 64 – 68.

Скачать статью