Сравнение характеристик модели двигателя с анодным слоем при работе на ксеноне, аргоне и азоте

Характеристики двигателя с анодным слоем зависят от используемого рабочего тела. При переходе от традиционно применяемого и хорошо изученного ксенона к другим рабочим телам необходимо знать, как изменяются основные параметры двигателя. Приведены результаты исследования работы лабораторной модели двигателя с анодным слоем в низковольтном режиме на ксеноне, аргоне и азоте. Получены вольт-амперные характеристики и зависимости ионного тока от напряжения разряда модельного устройства для каждого из рабочих тел. Проведено сравнение энергетического и массового коэффициентов полезного действия и сделана оценка энергетической цены тяги при работе двигателя с анодным слоем на азоте и инертных газах.

Литература

[1] Марахтанов М.К., Пильников А.В. О возможности применения солнечной электрореактивной двигательной установки на низкоорбитальных малых космических аппаратах. Вестник МАИ, 2017, т. 24, № 4, с. 26–39.

[2] Schonherr T., Komurasaki K., Herdrich G. Analysis of Atmosphere-Breathing Electric Propulsion. IEEE Transactions on Plasma Science, 2015, vol. 43(1) pp. 287–294.

[3] ГОСТ 4401–81. Атмосфера стандартная. Параметры. Москва, Издательство стандартов, 1982. 181 с.

[4] Pekker L., Keidar M. Analysis of Airbreathing Hall-Effect Thrusters. Journal of propulsion and power, vol. 28, no. 6, doi: 10.2514/1.B34441.

[5] Barral S., Cifali G., Albertoni R., Andrenucci M. Conceptual Design of an Air-Breathing Electric Propulsion System. 34th International Electric Propulsion Conference and 6th Nano-satellite Symposium, July, 2015, IEPC-2015-271/ISTS-2015-b-271.

[6] Духопельников Д.В., Ивахненко С.Г., Курилович Д.А. Холловские двигатели на забортном воздухе для космических аппаратов на низкой опорной орбите. Наука и образование МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, № 12. URL: http://www.technomag.bmstu.ru/doc/660910.html (дата обращения 02 октября 2017).

[7] Духопельников Д.В., Ивахненко С.Г., Рязанов В.А., Шилов С.О. О возможности использования холловского двигателя на забортном воздухе для удержания космического аппарата на низкой околоземной орбите. Наука и образование МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016, № 12. URL: http://old.technomag.edu.ru/doc/852758.html (дата обращения 04 октября 2017).

[8] Ерофеев А.И., Никифоров А.П., Попов Г.А., Суворов М.О., Сырин С.А., Хартов С.А. Разработка воздушного прямоточного электрореактивного двигателя для компенсации аэродинамического торможения низкоорбитальных космических аппаратов. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2016, № 3, с. 104–110.

[9] Andreussi T., Cifali G., Giannetti V., Piragino A., Ferrato E., Rossodivita A., Andrenucci M. Development and Experimental Validation of a Hall Effect Thruster RAM-EP Concept. 35th International Electric Propulsion Conference, 8–12 October 2017, IEPC-2017-377.

[10] Cifali G., Dignani D., Misuri T., Rossetti P., Andrenucci M., Valentian D., Marchandise F., Feili D., Lotz B. Experimental characterization of HET and RIT with atmospheric propellants. 32nd International Electric Propulsion Conference, 11–15 September, 2011, Wiesbaden, Germany, IEPC-2011-224.

[11] Духопельников Д.В., Юрченко А.А. Экспериментальное исследование технологического ускорителя с анодным слоем «Радикал» без катода компенсатора. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2004, № 3, с. 74–83.

[12] Гришин С.Д., Лесков Л.В., Козлов Н.П. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов. Москва, Машиностроение, 1989. 276 с.