Разработка и исследование работы безрасходного катода-компенсатора в составе стационарного плазменного двигателя
Автор: Щербина П.А., Сишко И.Б., Титов М.Ю.
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Статья в выпуске: 2 (41), 2023 года.
Бесплатный доступ
Представлены предварительные результаты исследования применения термо -эмиссионного безрасходного катода в качестве катода-компенсатора (КК) стационарного плазменного двигателя (СПД). Исследования обусловлены необходимостью создания КК для СПД при работе на иоде. Рассмотрены свойства различных эмиссионных материалов. В качестве безрасходного КК предложено использовать боридные и металлосплавные катоды. Представлена методика расчёта проволочного безрасходного КК, включающая выбор местоположения КК, его размеры и ток накала. Описана экспериментальная установка для испытаний стационар -ного плазменного двигателя с безрасходным КК. Приведены результаты огневой работы двигателя СПД-70 с безрасходным КК. В целом возможность стабильной работы СПД с безрасходным КК подтверждается. Отмечено, что прикатодное падение потенциала оказалось выше расчётного и составило 47В.
Стационарный плазменный двигатель, катод-компенсатор, безрасходный термоэмиссионный катод
Короткий адрес: https://sciup.org/143180652
IDR: 143180652
Список литературы Разработка и исследование работы безрасходного катода-компенсатора в составе стационарного плазменного двигателя
- Szabo J., Robin M., Duggan J., Hofer R. Light metal propellant Hall thrusters // Proc. of 31st International Electric Propulsion Conference, September 20—24, 2009, Ann Arbor, Michigan, USA, IEPC-2009-138. 12 p.
- Tirila V.-G, Hallock A., Demaire A., Ryan C. The investigation of alternative solid propellants in Hall thrusters // Proc. of 7th Edition of the Space Propulsion Conference, Virtual conference. 2021. 12 p.
- Munro-O'Brien T.F., Ryan C.N. Performance of a low power Hall effect thruster with several gaseous propellants // Acta Astronautica. 2023. V. 206. P. 257-273. URL: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.actaastro.2023.01.033 (accessed 03.04.2023).
- Островский В.Г., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Черашев Д.В. Электроракетная двигательная установка на основе двигателей с замкнутым дрейфом электронов на иоде // Космическая техника и технология. 2013. № 2. С. 42-52. EDN: SPEABL
- Зараковский А.И., Румянцев А.В. Использование газообразного иода в качестве рабочего тела для стационарных плазменных двигателей // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Физико-математические и технические науки. 2016. Вып. 1. С. 66-71. URL: https://journals.kantiana.ru/ vestnik/3065/8640/ (accessed 03.04.2023).
- Benavides G.F., Kamhawi H, Mackey J.A., Haag T.W., Costa G.C. Iodine Hall-effect electric propulsion system research, development, and system durability demonstration // Proc. of Joint Propulsion Conference, July 9-11, 2018, Cincinnati, Ohio, USA. 22 p. URL: https://ntrs.nasa.gov/ api/citations/20180006102/downloads/ 20180006102.pdf (accessed 03.04.2023).
- Thompson S, Farnell C., Farnell S, Williams D, Chandler J., Williams J. Evaluation of iodine compatible cathode configurations // Proc. of 36th International Electric Propulsion Conference, September 15-20, 2019, Vienna, Austria, IEPC-2019-768, 21 p. URL: http://electricrocket.org/2019/ 768.pdf (accessed 03.04.2023).
- Benavides G., Kamhawi H., Mackey J, Haag T. Démonstration of a 600 watt hybrid iodine-xenon electric propulsion system. GRC-E-DAA-TN55166. URL: https://ntrs. n asa.gov/api/citation s/20180004 736/ downloads/20180004736.pdf (accessed 03.04.2023).
- Клименко Г.К., Коновалова А.И., Ля-пин А.А., Островский В.Г., Сишко И.Б., Щербина П.А. Исследование возможности создания безрасходного катода-компенсатора электроракетного двигателя // Известия РАН. Энергетика. 2018. № 2. С. 93-97. EDN: YWSMLA
- Кудинцева Г.А., Мельников А.И., Морозов А.В., Никонов Б.П. Термоэлектронные катоды. М.-Л.: Энергия, 1966. 368 с.
- Шикова Т.Г. Технология и оборудование производства изделий электронной техники: учебное пособие. Иваново: Ивановский государственный химико-технический университет, 2003. С. 4-15.
- Дюбуа Б.Ч., Королёв А.Н. Современные эффективные катоды (К истории их создания на ФГУП «НПП «Исток») // Электронная техника. Сер.1: СВЧ-техника. 2011. № 1(508). С. 5-24. EDN: NSHUBZ
- Морозов А.И. Введение в плазмо-динамику. М.: Физматлит. 2006. 576 с.
- Плешивцев Н.В. Катодное распыление. М.: Атомиздат, 1968. 347 с.
- Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966. 564 с.
- Определение влияния струи плазмы электроракетного тягового модуля КА «Ямал» на системы и агрегаты аппарата с целью прогнозирования его эффективности при длительной работе: техническая справка / Под руководством Л.А. Латышева. Договор подряда № 2121/КС/07 от 01.09.1997. 42 с.
- Соколов Б.А., Щербина П.А., Сишко И.Б., Шиповский А.В., Ляпин А.А., Коновалова А.И. Экспериментальные исследования стационарного плазменного двигателя на иоде // Космическая техника и технологии. 2019. № 2(25). С. 81-90. EDN: RJCKUB
