Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов

Авторы

Дьяконов Г. А.^1*, Любинская Н. В.^1**, Семенихин С. А.^1*, Хрусталёв М. М.^2***

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. ФГБУН «Институт проблем управления имени В. А. Трапезникова» РАН, ул. Профсоюзная, 65, Москва, 117997, Россия

*e-mail: riame@sokol.ru
**e-mail: riame3@sokol.ru
***e-mail: mmkhrustalev@mail.ru

Аннотация

Рассматривается применение абляционного импульсного плазменного двигателя (АИПД) для малоразмерных космических аппаратов (КА) с запасаемой мощностью ~25 Вт. В рамках работы проведены расчётные и экспериментальные исследования лабораторных моделей. Разработана физико-математическая модель процессов происходящих в абляционном импульсном плазменном двигателе данного типа. Результаты полученные на лабораторных моделях были успешно внедрены на экспериментальный образец ДУ ИПД-120 с запасаемой энергией 20 Дж, предназначенного для поддержания и коррекции орбиты малого низкоорбитального космического аппарата массой менее 100 кг.

Ключевые слова:

ускорение плазмы, плазменный сгусток, абляционный импульсный плазменный двигатель

Библиографический список

1. Mueller J. Thruster Options for Microspacecraft: A Review and Evaluation of State-of-the-Art and Emerging Technologies. // Micropropulsion for Small Spacecraft. Progress in Astronautics and Aeronautics. Reston, Virginia, V.187, PP. 45-137, 2000
2. Spanjers G., Bromaghim D., Lake J., Dulligan M., White D., Schilling J., Bushman S. AFRL MicroPPT Development for the TechSat 21 Flight // IEPC-01-166, Pasadena, CA, 2001
3. Zakrzwski C., Benson S., Sanneman P., Hoskins A. On-Orbit Testing of the EO-1 Pulsed Plasma Thruster // AIAA, 2002, No. 2002-3973
4. Popov G.A., Antropov N.N. Ablative PPT. New Quality, New Perspectives // Acta Astronautica, 2006, V. 59, PP. 175-180.
5. Антропов Н.Н., Богатый А.В., Дьяконов Г.А., Орлов М.М., Попов Г.А., Тютин В.К., Яковлев В.Н.. Разработка абляционных импульсных плазменных двигателей в НИИ прикладной механики и электродинамики // Космонавтика и ракетостроение. М.: ЦНИИМАШ.2008, № 3, С. 28-34.
6. Антропов Н.Н., Богатый А.В., Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Попов Г.А., Семенихин С.А., Тютин В.К. Новый этап развития абляционных импульсных плазменных двигателей в НИИ ПМЭ // Вестник ФГУП «НПО
   им. С.А. Лавочкина». Космонавтика и ракетостроение. 2011, № 5, С. 30-40.
7. Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Семенихин С.А. Экспериментальные исследования моделей АИПД малой мощности // Авиационная и космическая техника и технология. т. 9/66, c. 136-138, 2009.
8. Diakonov G.A., Lyubinskaya N.V., Semenikhin S.A. Experimental Studies for Micro-APPT at RIAME // Proc. Second International Conference Scientific and Technological Experiments on Automatic Space Vehicles and Small Satellites, Russia, Samara, 2011, P. 87.
9. Морозов А.И. Физические основы космических электро-реактивных двигателей, Т. 1. Элементы динамики потоков в ЭРД, М., Атомиздат, 1978, С.326.
10. Александров В.А., Белан, Н.П. Козлов, Н.А. Маштылев, Г.А. Попов, Ю.С. Протасов, В.И. Хвесюк. Импульсные плазменные ускорители. Учебное пособие. Харьков: Харьковский авиационный институт, 1983, С. 247.
11. Вихрев В.В., Земсков А.И., Прут В.В., Храбров В.А. Моделирование процесса разряда на ЭВМ. Вопросы физики низкотемпературной плазмы. Минск: Наука и техника, 1970, С. 276-282.
12. Брушлинский К.В., Жданова Н.С. МГД-течения в каналах плазменных ускорителей с продольным магнитным полем. // Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 12. С. 1120-1128.
13. Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю., Подгорный И.М., Чуватин С.А. Электродинамическое ускорение сгустков плазмы. ЖЭТФ, 1957, Т. 33, Вып. 1(7), С.3.
14. Khrustalev M.M., Lyubinskaya N.V. Calculation Studies for Plasma Parameters in Pulsed Plasma Thruster // Proc. 4th International Space Propulsion Conference, Chia Laguna, Sardinia, Italy, 2004.
15. Хрусталёв М.М., Любинская Н.В. Физико-математическая модель течения плазмы в канале абляционного плазменного двигателя с учетом реальных процессов в разрядной цепи двигателя. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2011614430 от 6 июня 2011г.

Скачать статью