Оценка параметров прямоточного высокочастотного ионного двигателя

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Гордеев С. В.1*, Канев С. В.2**, Суворов М. О.2***, Хартов С. А.****

1. Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики МАИ, Москва, Россия
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: svyatoslavgordeev@mail.ru
**e-mail: k208mai@mail.ru
***e-mail: maxwell2005@yandex.ru
****e-mail: skhartov@ya.ru

Аннотация

В работе исследована работа высокочастотного ионного двигателя, использующего в качестве рабочего тела смесь газов верхних слоёв атмосферы, который может применяться для компенсации аэродинамического торможения низкоорбитального космического аппарата. Проведено моделирование рабочих процессов в двигателе, проанализированы основные его характеристики и с учетом геометрии космического аппарата показана принципиальная возможность существования аппаратов с прямоточным электроракетным двигателем.

Ключевые слова

низкоорбитальный космический аппарат, аэродинамическое торможение, высокочастотный ионный двигатель

Библиографический список

  1. Corbett, M. H., Edwards, C. H. Thrust Control Algorithms for the GOCE Ion Propulsion Assembly // 30th International Electric Propulsion Conference. Florence, Italy, September 17-20, IEPC-2007-210.

  2. Nishiyama, K., Air Breathing Ion Engine Concept // Proc. of the 54th Int. Astronautical Congress, Sept. 29 – Oct. 3, 2003, Bremen, IAC-03-S4-02.

  3. Hruby V., Pote B., Brogan T., et.al. Air Breathing Electrically Powered Hall Effect Thruster // Patent US 6,834,492 B2, Busek Company, Inc., Natick MA, USA, Dec. 2004.

  4. Канев С.В., Петухов В.Г., Попов Г.А., Хартов С.А. Прямоточный электрореактивный двигатель для компенсации аэродинамического торможения низкоорбитальных космических аппаратов // Известия Вузов. Авиационная техника. 2015. № 3. С. 35-40.

  5. Бондарев Е.Н., Дубасов В.Т., Рыжов Ю.А., и др. Аэрогидромеханика – М.: Машиностроение, 1993. – 608 с.

  6. Канев С.В., Кожевников В.В., Хартов С.А. Физико-математическая модель процессов в ионизационной камере электроракетного двигателя, использующего атмосферные газы в качестве рабочего тела // Известия РАН. Энергетика. 2017. № 3. С. 21-30.

  7. Белоусов А.П., Мельников А.В., Хартов С.А. Модель динамики электронов в разрядной камере высокочастотного ионного двигателя // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80974

  8. Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Electron Energy Distribution Function Measurements and Plasma Parameters in Inductively Coupled Argon // Plasma Sources Science Technology. 2002. Vol. 11, pp. 525-543.

  9. Ерофеев А.И., Суворов М.О., Никифоров А.П., Никифоров А.П., Сырин С.А., Попов Г.А., Хартов С.А. Разработка воздушного прямоточного электрореактивного двигателя для компенсации аэродинамического торможения низкоорбитальных космических аппаратов // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2016. № 3. С. 104-110.

  10. Groh K.H. and Loeb H.W. State-of-the-Art of Radio-Frequency Ion Thrusters // Journal of Propulsion and Power. 1991. Vol. 7, no. 4, pp. 573-579.

  11. Канев С.В., Латышев Л.А., Нигматзянов В.В., Хартов С.А. Моделирование рабочего процесса в газоразрядной камере высокоточного ионного двигателя // Труды МАИ. 2012. № 52. URL: https://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=29483.

  12. Кожевников В.В., Хартов С.А. Распределения локальных параметров плазмы в газоразрядной камере высокочастотного двигателя // XLI Академические чтения по космонавтике. Тезисы докладов. Москва, 24–27 января 2017. С. 76.

  13. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б. Исследование параметров плазмы индуктивного ВЧ-источника плазмы диаметром 46 см. Параметры плазмы в области скин-слоя // Прикладная физика. 2013. № 5. С. 34-37.

  14. Алдонин Ф.И., Ахметжанов Р. В. Расчет основных рабочих характеристик ионного двигателя мощностью 20 – 30 Вт. // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: https://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=57827

  15. Абрагян В.К., Ахметжанов Р.В., Лёб Х.В., Обухов В.А., Черкасова М.В. Численное моделирование первичного пучка ионов и потока вторичных ионов в ионно-оптической системе ионного двигателя // Труды МАИ. 2013. № 71. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=46702


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход