Дослідження впливу умов лабораторного тестування на робочі параметри холловського двигуна ST-25
Ключові слова:
імпульсний двигун із ефектом Холла, залишковий тиск газу, вакуумна камера, характеристики, електричні ракетні двигуниАнотація
Об'єктом дослідження був імпульсний двигун із ефектом Холла ST-25, розроблений Flight Control LLC (Україна), з обмеженням потужності розряду до 200 Вт. У цьому дослідженні досліджувалося вплив залишкового тиску газу в різних вакуумних камерах на робочі характеристики цього двигуна. Камери мали різний об'єм і виготовлені з різних матеріалів. Для досягнення цієї мети були визначені основні параметри імпульсного двигуна ST-25 в трьох вакуумних камерах різного розміру з різними рівнями залишкового тиску газу. Лабораторні експерименти дозволили отримати вольт-амперні характеристики розряду двигуна при фіксованих рівнях витрати ксенонового газу, з фіксацією значень тяги. Вольт-амперні характеристики показали, що середній розрядний струм залишається майже незмінним і визначається величиною витрати робочого газу в анодний блок двигуна. Залежності тяги двигуна від масових витрат робочого газу при фіксованих рівнях розрядної напруги були отримані з результатів експериментальних вимірювань. На основі експериментальних даних були розраховані залежності специфічного імпульсу анодного блоку двигуна від розрядної напруги, а також залежності ефективності анодного блоку від розрядної напруги. Дослідження показало, що зменшення залишкового тиску газу в вакуумній камері в 2-3 рази збільшує основні робочі параметри двигуна на 15-20%. Таке зменшення залишкового тиску газу сприяє збільшенню тяги на 25-40%. Отримані результати важливі, оскільки вони встановлюють критичні значення залишкового тиску газу в вакуумних камерах під час експериментів, де робочі параметри імпульсного двигуна із ефектом Холла подібні до тих, що в космосі. Ці висновки можуть бути корисними для проведення практичних випробувань електричних ракетних двигунів, коли необхідно оцінити робочі параметри імпульсних двигунів із ефектом Холла в реальних космічних умовах.
Завантажити
Посилання
Snyder, J. S., Lenguito, G., Frieman, J. D., Haag, T. W., & Mackey, J. A. (2020). Effects of Background Pressure on SPT-140 Hall Thruster Performance. Journal of Propulsion and Power, 36(5). https://doi.org/10.2514/1.B37702.
Piragino, A., Piragino, A., Piragino, A., Ferrato, E., Piraino, A., & Andreussi, T. (2021). Background Pressure Effects on the Perfor-mance of a 20 kW Magnetically Shielded Hall Thruster Operating in Various Configurations. Aerospace, 8(3), 69. https://doi.org/10.3390/aerospace8030069.
Kerber, T. V., Baird, M. J., McGee-Sinclair, R. F., & Lemmer, K. M. (2019). Background Pressure Effects on Plume Properties of a Low-Cost Hall Effect Thruster. In Proceedings of the 36th Interna-tional Electric Propulsion Conference, University of Vienna, Austria, September 15-20, 2019. https://electricrocket.org/2019/513.pdf.
Frieman, J. D., Liu, T. M., & Walker, M. L. R. (2017). Back-ground Flow Model of Hall Thruster Neutral Ingestion. Journal of Propulsion and Power, 33(5). http://hpepl.ae.gatech.edu/sites/default/files/articles.
Nakles, M. R., & Hargus Jr., W. A. (2009). Hall Effect Thruster Ground Testing Challenges. In Proceedings of the 25th Aerospace Testing Seminar, Huntington Beach, CA, October 2009. https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA506238.pdf.
Nakles, M. R., & Hargus Jr., W. A. (2008). Background Pres-sure Effects on Internal and Near-field Ion Velocity Distribution of the BHT-600 Hall Thruster. In Proceedings of the 44th AIAA Joint Propulsion Conference, Hartford, CT, 20-23 July 2008. https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA486026.pdf.
Cheng, S. Y. (2007). Modeling of Hall Thruster Lifetime and Erosion Mechanisms (Ph.D. thesis). Massachusetts Institute of Tech-nology. http://electricrocket.org/IEPC/IEPC-2007-250.pdf.
Mazouffre, S., Echegut, P., & Dudeck, M. (2007). A Calibrated Infrared Imaging Study on the Steady State Thermal Behavior of Hall Effect Thrusters. Institute of Physics Publishing. DOI: 10.1088/0963-0252/16/1/003.
Petrenko, O., Voronovsky, D., Kulagin, S., & Tolok, S. (2020). Hall-effect thruster ST-25 with permanent magnet. Journal of Rock-et-Space Technology, 28(4), 37–45. https://rocketspace.dp.ua/index.php/rst/article/view/74.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Віктор Перерва, Олександр Петренко (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
