Высокочастотный ионный двигатель малой мощности

Высокочастотный ионный двигатель малой мощности

Автор: Ахметжанов Р.В., Богатый А.В., Дронов П.А., Дьяконов Г.А., Иванов А.В.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 2 т.16, 2015 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время одним из активно развивающихся направлений в мировой космической отрасли является разработка и применение малых космических аппаратов (МКА). Анализ современных тенденций развития рынка КА показывает, что функционирование ряда систем могут обеспечивать МКА массой от 100 до 500 кг, размещенные на низких (до 1000 км) орбитах. Существует объективная потребность в средствах поддержания и коррекции орбит МКА массой 100…500 кг, способных обеспечить получение высококачественной информации в течение 5…10 лет, для чего на МКА необходимо ставить двигатели управления орбитальным движением, в качестве которых могут быть использованы электроракетные двигатели (ЭРД). Типичные сроки активного существования МКА массой до 500 кг, не оснащенных ЭРД, ограничиваются 2…3 годами. В 2010 г. в МАИ была создана лаборатория высокочастотных ионных двигателей. За последующие годы был накоплен значительный опыт в области исследования высокочастотных ионных двигателей (ВЧИД) с различными потребляемыми мощностями. В связи с вышесказанным в 2013 г. в МАИ совместно с ОАО «КБХА» была начата разработка ВЧИД малой мощности (ВЧИД ММ). В ходе разработки ВЧИД ММ выполнены расчетные исследования, позволившие оптимизировать конструктивные параметры эмиссионного и ускоряющего электродов двигателя. Выполнены тепловой и термомеханический расчеты ВЧИД ММ, выявившие наиболее теплонапряженные элементы двигательного блока и позволившие принять меры к перераспределению тепловых потоков, а также выбрать материалы для изготовления электродов ионно-оптической системы (ИОС) двигателя. Была создана и испытана лабораторная модель ВЧИД ММ. В ходе стендовых испытаний были продемонстрированы рабочие характеристики, близкие к расчетным. Были сделаны выводы о путях повышения основных рабочих характеристик двигателя.

Еще

Высокочастотный ионный двигатель малой мощности (вчид мм), конструктивный облик, расчетные исследования, экспериментальная отработка, производственная база

Короткий адрес: https://sciup.org/148177429

IDR: 148177429

Список литературы Высокочастотный ионный двигатель малой мощности

  • Урличич Ю., Кузенков А. Спутниковая связь: состояние и перспективы//Аэрокосмический курьер. 2012. № 2. С. 52-53.
  • Звездин И. Малые космические аппараты: перспективы рынка//Взлет. 2005. № 1. С. 50-55.
  • da Cilva Curiel R. A. “SSHP-satellite classification” small satellites home page/Surrey Space Centre. Nov. 2000.
  • Dana Reizniece-Ozola. Business and legal aspects for small satellite control and payload data download using available commercial space-based communication systems//ISU EMBA 12 Module E -Thesis. 28 August. 2012.
  • Анализ современных возможностей создания малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли/Н. Н. Севастьянов //Труды МФТИ. 2009. Т. 1, № 3. С. 14-22.
  • Loeb H. W. Development of RIT-Microthrusters. IAC-04-S.4.04. 55th IAC. Bremen, 2004.
  • Численное моделирование первичного пучка ионов и потока вторичных ионов в ионно-оптической системе ионного двигателя/В. К. Абгарян //Труды МАИ: электронный журнал. 2013. № 71. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=46702 (дата обращения: 12.2.2015).
  • Loeb H. W. Principle of radio-frequency ion thrusters RIT. RIT-22 demonstrator test of Astrium ST at University of Giessen. 06-11 September. 2010.
  • Numerical Simulation of a High-Perveance Ion-Optycal System with a Plasma Emitter/V. K. Abgaryan //X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques: Journal of surface investigation. 2013. Vol. 7, no. 6. P. 1092-1099.
  • Numerical Simulation of a System of Formation of an Intense Ion Beam From Gas Discharge Plasma of an Ion Thruster Presented at the 64th International Astranautical Congress/R. Akhmetzhanov (Beijing, China, September 23-27, 2013). IAC-13-C4.4.11.
  • Обухов В. А., Сосновский В. Е. Расчет переходного слоя в эмиссионном отверстии газоразрядного источника ионов//5 конференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. М.: Наука, 1982. С. 105-106.
  • Официальный сайт разработчика программного комплекса IGUN . URL: http://egun-igun.com (дата обращения: 3.2.2015).
  • Goebel D. M., Katz I. Fundamentals of electric propulsion. JPL Space science and technology series. March 2008. 493 p.
  • Radio Frequency Ion Beam Source: Pat. US5036252, Int. Cl. H 01 J 27/16/Loeb H. filed 1989.
  • Биргер И. А. Некоторые математические методы решения инженерных задач. М.: Оборонгиз, 1956. 150 с.
  • Биргер И. А. Круглые пластинки и оболочки вращения. М.: Оборонгиз, 1961. 368 с.
  • Расчеты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур/Н. Н. Безухов ; под ред. И. И. Гольденблата. М.: Машиностроение, 1965. 567 с.
  • Зигмунд П. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой/под ред. Р. М. Бериша М.: Мир, 1984. Т. 1. С. 23-98.
  • Urlichich Yu., Kuzenkov A. . Aerokosmicheskiy kur'er. 2012, No. 2. P. 52-53 (in Russ.).
  • Zvezdin I. . Vzlet. 2005, No. 1, P. 50-55 (In Russ.).
  • Da Cilva Curiel R. A. “SSHP-satellite classification” small satellites home page. Nov. 2000, Surrey Space Centre.
  • Dana Reizniece-Ozola. Business and legal aspects for small satellite control and payload data download using available commercial space-based communication systems. ISU EMBA 12 Module E-Thesis. 28 August 2012.
  • Sevastyanov N. N., Branets V. N., Panchenko V. A. et al. . Trudy MFTI. 2009, Vol. 1, No. 3, P. 14-22 (In Russ.).
  • Loeb. H. W. Development of RIT-Microthrusters. IAC-04-S.4.04. 55th IAC, Bremen, 2004.
  • Abgaryan V. K., Akhmetzhanov R. V., Loeb H. W. et al. . Trudy MAI. 2013, No. 71 (In Russ.). Available at http://www.mai.ru/science/trudy/published. php?ID=46702 (accessed 12.2.2015).
  • Loeb H. W. Principle of radio-frequency ion thrusters RIT. RIT-22 demonstrator test of Astrium ST at University of Giessen, 06-11 September, 2010.
  • Abgaryan V. K., Akhmetzhanov R. V., Loeb H. W. et al. Numerical Simulation of a High-Perveance Ion -Optycal System with a Plasma Emitter. Journal of surface investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2013, Vol. 7, No. 6, P. 1092-1099.
  • Akhmetzhanov R., Loeb H. W., Cherkasova M. V., Obukhov V. A. Numerical Simulation of a System of Formation of an Intense Ion Beam From Gas Discharge Plasma of an Ion Thruster Presented at the 64th International Astranautical Congress, Beijing, China, September 23-27, 2013, IAC-13-C4.4.11.
  • Obukhov V. A., Sosnovskiy V. Ye. . 5-aya Konferentsiya po plazmennym uskoritelyam i ionnym inzhektoram. , Moscow, Nauka Publ., 1982, P. 105-106 (In Russ.).
  • Ofitsial'nyy sayt razrabotchika programmnogo kompleksa IGUN . Available at: http://egun-igun.com (accessed: 3.2.2015).
  • Goebel D. M., Katz I. Fundamentals of electric propulsion. JPL Space science and technology series, March 2008, 493 p.
  • Loeb H. Radio Frequency Ion Beam Source. Patent US5036252, Int. Cl. H01J 27/16, filed 1989.
  • Birger I. A. Nekotorye matematicheskie metody resheniya inzhenernykh zadach . Moscow, Oborongiz Publ., 1956, 150 p.
  • Birger I. A. Kruglye plastinki i obolochki vrashcheniya . Moscow, Oborongiz Publ., 1961, 368 p.
  • Bezukhov N. N., Bazhanov V. L., Goldenblat I. I. et al. Raschety na prochnost', ustoychivost' i kolebaniya v usloviyakh vysokikh temperatur . Edited by I. I. Goldenblat. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1965, 567 p.
  • Zigmund P. Raspylenie tverdykh tel ionnoy bombardirovkoy . Vol. I. Edited by P. M. Berish. Moscow, Mir Publ., 1984, P. 23-98.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp