Ионный двигатель с СВЧ ионизацией

Содержание

Слайд 2

Принцип работы СВЧИД

Преимущества:
Отсутствие электродов
Быстрое зажигание разряда
Упрощенная система токоподводов

Принцип работы СВЧИД Преимущества: Отсутствие электродов Быстрое зажигание разряда Упрощенная система токоподводов

Слайд 3

Существующие на данный момент СВЧИД

Япония (JAXA):
μ10 (использовался в программе Hayabusa)
μ1, μ20
США (

Существующие на данный момент СВЧИД Япония (JAXA): μ10 (использовался в программе Hayabusa)
NASA):
- The High Power Electric Propulsion (HiPEP) Ion Thruster

Слайд 4

Программа Hayabusa

Предназначена для изучения астероида Итокава и доставки образца его грунта на

Программа Hayabusa Предназначена для изучения астероида Итокава и доставки образца его грунта
Землю
«Хаябуса» был запущен 9 мая 2003 года японской ракетой-носителем М-5
Применены четы­ре двигателя СВЧИД μ10
При общей длительности миссии около семи лет наработка двигателей составила 40000ч

Слайд 5

Ионный двигатель μ10

Частота СВЧ излучения 4,25 ГГц
Материал постоянных магнитов – Sm-Co
Сетки ИОС

Ионный двигатель μ10 Частота СВЧ излучения 4,25 ГГц Материал постоянных магнитов –
выполнены из С-С композитных материалов
Тяга 8 мН
Удельный импульс в начале полета 3200с

Схема СВЧИД μ10

Слайд 6

Внешний вид μ10

Внешний вид μ10

Слайд 7

Сравнительная таблица μ10 и μ20

Сравнительная таблица μ10 и μ20

Слайд 8

Внешний вид μ20

Внешний вид μ20

Слайд 9

Микродвигатель μ1

Предназначен для небольшого космического корабля 10-100 кг
Магниты образуют максимальное магнитное поле

Микродвигатель μ1 Предназначен для небольшого космического корабля 10-100 кг Магниты образуют максимальное
0,30 Т вблизи поверхности магнита и минимальное поле 0,05 Т в самой удаленной точке от магнитов.

Схема миниатюрного двигателя с СВЧ
ионизацией μ1

Слайд 10

Внешний вид двигателя

Двигатель в процессе работы
(вместе с катодом-компенсатором

Внешний вид двигателя Двигатель в процессе работы (вместе с катодом-компенсатором

Слайд 11

Характеристики двигателя μ1

Зависимость тока ионного пучка от мощности СВЧ излучения и

Характеристики двигателя μ1 Зависимость тока ионного пучка от мощности СВЧ излучения и расхода рабочего тела
расхода
рабочего тела

Слайд 12

Высокомощный электрический двигатель HiPEP

Современное состояние в высокоэффективных электрических двигательных установок с большим

Высокомощный электрический двигатель HiPEP Современное состояние в высокоэффективных электрических двигательных установок с
удельным импульсом воплощено в ионном двигателе с NSTAR (NASA’s Solar Electric Propulsion Application Readiness)
Несмотря на всю свою значимость, использование технологии NSTAR недостаточно для удовлетворения требований к ресурсу и производительности для продолжительных миссий на дальние планеты. Например, Jupiter Icy Moon Orbiter (JIMO), имеет требование ΔV не менее 38 км/с – это около 7-14 лет работы => строгие требования к времени жизни для компонентов и ​​подсистем двигателя

Внешний вид ионного двигателя NSTAR
американской АМС Deep Space 1

Слайд 13

Проект HiPEP подходит к проблеме генерации плазмы, используя 2 метода: генерация плазмы

Проект HiPEP подходит к проблеме генерации плазмы, используя 2 метода: генерация плазмы
постоянного тока и с помощью микроволнового электронного циклотронного резонанса (ЭЦР)
Микроволновый ЭЦР был исследован в рамках проекта HiPEP как один из подходов к устранению механизмов разрушения разрядного катода
Целевая эффективность генерации плазмы для двигателя HiPEP < 200 Вт/А, в то время как использование рабочего тела в разрядной камере > 90%.
форма магнитных колец варьируется от круглого до гибридного прямоугольного и прямоугольного

Слайд 14

Прямоугольный двигатель HiPEP с большой
площадью ионно-оптической системы

Концептуальное изображение двигательной установки HiPEP: прямоугольная

Прямоугольный двигатель HiPEP с большой площадью ионно-оптической системы Концептуальное изображение двигательной установки
геометрия двигателя позволяет интегрировать несколько в единый "пакет".

Слайд 15

Фотография сетки работающего двигателя HiPEP, использующего микроволновый ЭЦР
для генерации плазмы

Профиль пучка

Фотография сетки работающего двигателя HiPEP, использующего микроволновый ЭЦР для генерации плазмы Профиль
при токе пучка 1,64 А

Слайд 16

Характеристики двигателя DC HiPEP

Потери на разряде в HiPEP двигателе при расчетной точке

Характеристики двигателя DC HiPEP Потери на разряде в HiPEP двигателе при расчетной

(Iудс = 8000с)

Характеристики HiPEP

Имя файла: Ионный-двигатель-с-СВЧ-ионизацией.pptx
Количество просмотров: 36
Количество скачиваний: 0