Автоматизированная система диагностики параметров выходного пучка радиочастотного ионного двигателя

Аэрокосмическое двигателестроение


Авторы

Кожевников В. В.1*, Смирнов А. А.1*, Смирнов П. Е.1**, Черный И. А.2

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики имени Н.Л. Духова (ФГУП ВНИИА), Сущевская ул., 22, Москва, 127055, Россия

*e-mail: k208@mai.ru
**e-mail: paulsmyt93@gmail.com

Аннотация

Одним из направлений исследований работы электроракетных двигателей и в частности радиочастотных ионных двигателей является анализ параметров выходного пучка. Для этой цели была разработана автоматизированная система диагностики, включающая в себя: датчики для определения локальных параметров плазмы в пучке; трехкоординатный механизм перемещения зондов; программно-аппаратный блок управления координатным механизмом, а также сбором и первичной обработкой экспериментальной информации. В данной системе для определения тока заряженных частиц в пучке, построения профиля ионного пучка, его угловой расходимости и соответствующих потерь тяги используется зонд Фарадея. Для определения энергии ионов пучка, позволяющей, с учетом известных концентраций заряженных частиц разных типов, определить потери тяги, используется многосеточный энергоанализатор. Для определения заряда ионов разработан ExB зонд, обеспечивающий пространственное разделение заряженных частиц в скрещенных электрическом и магнитном полях. Оценка распределения электрических полей в пучке производится с помощью накального зонда. Данная система была создана в лаборатории кафедры «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки» Московского авиационного института.

Ключевые слова:

высокочастотный ионный двигатель, система диагностики параметров пучка, зонды

Библиографический список

  1. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и вакууме. М.: Гостехиздат, 1950. 836 с.
  2. Hofer R.R., Walker M.L.R., Gallimore A.D. A Comparison of Nude and Collimated Faraday Probes for Use with Hall Thrusters / IEPC-2001-020, 27th International Electric Propulsion Conference. Pasadena, CA, USA — October 15-19, 2001. — 17 p.
  3. Khartov S.A., Nadiradze A.B., Yakubov A.M., Zikeeva Yu.V. Some remarks about published data concerning the SPT-100 jet parameters distribution / IEPC-97-152, 25th International Electric Propulsion Conference. Cleveland, Ohio, USA — August 24-28, 1997.
  4. Absalamov S.K, Andreev V.B., Colbert T., Day M., Egorov V.V., Gnizdor R.U., Kaufman H., Kim V., Koriakin A.I., Kozubskii K.N., Kudravzev S.S., Lebedev U.V., Popov G.A., Zhurin V.V. Measurement of plasma parameters in the stationary plasma thruster (SPT-100) plume and its effects on spacecraft components / AIAA-92-3156, 28th Joint Propulsion Conference and Exhibit. Nashville, TN, USA — July 6-8, 1992. — 10 p.
  5. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. 293 с.
  6. Vahrenkamp R.P. Measurement of Double Charged Ions in The Beam of A 30 cm Mercury Bombardment Thruster / AIAA-73-1057, 10th Electric Propulsion Conference. Lake Tahoe, NV, USA — October 31-November 2, 1973.
  7. Loeb H.W., Bischoff H-G., Freisinger J., Groh K., Pinks W., Schafer P., Schmiele R. Recent Tests of the RIT 10-Engine at Giessen University / AIAA-76-1037, 12th International Electric Propulsion Conference. Key Biscayne, Florida, USA, November 14-17, 1976. — 16 p.
  8. Kim S.W. Experimental Investigations of Plasma Parameters and Species-Dependent Ion Energy Distribution in the Plasma Exhaust Plume of a Hall Thruster / Ph.D. Dissertation, University of Michigan, 1999. — 220 p.
  9. Shastry R., Hofer R.R., Reid B.M., Gallimore A.D. Method for Analyzing ExB Probe Spectra from Hall Thruster Plumes / AIAA 2008-4647, 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Hartford, CT, USA, July 21-23, 2008. — 22 p.
  10. Hofer R.R., Gallimore A.D. Ion Species Fractions in the Far-Field Plume of a High-Specific Impulse Hall Thruster / AIAA 2003-5001, 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. Huntsville, Alabama, USA, July 20-23, 2003. — 10 p.
  11. Kim S.W., Gallimore A.D. Plume Study of a 1.35-kW SPT-100 Using an ExB Probe / AIAA-99-2423, 35th Joint Propulsion Conference and Exhibit. Los Angeles, California, USA, August 15-19, 1999. — 17 p.
  12. Reid B.M., Shastry R., Gallimore A.D., Hofer R.R. Angularly-Resolved ExB Probe Spectra in the Plume of a 6-kW Hall Thruster / AIAA-2008-5287, 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Hartford, CT, USA, July 21-23, 2008. — 21 p.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход