stringtranslate.com

Электротяга высокой мощности

Тест HiPEP

Высокомощный электродвижитель ( HiPEP ) — ​​это разновидность ионного двигателя для использования в ядерных электродвижущих установках. [1] [2] [3] Он был испытан на земле в 2003 году NASA и предназначался для использования на орбитальном аппарате Jupiter Icy Moons Orbiter , который был отменен в 2005 году.

Теория

Двигатель HiPEP отличается от более ранних ионных двигателей тем, что ионы ксенона производятся с использованием комбинации микроволнового и магнитного полей. Ионизация достигается с помощью процесса, называемого электронным циклотронным резонансом (ЭЦР). В ЭЦР небольшое количество свободных электронов, присутствующих в нейтральном газе, вращается вокруг статических линий магнитного поля. Частота инжектируемых микроволн устанавливается так, чтобы соответствовать этой гирочастоте, и устанавливается резонанс. Энергия передается от правополяризованной части микроволн к электронам. Затем эта энергия передается в объемный газ/ плазму через редкие, но важные столкновения между электронами и нейтралами. Во время этих столкновений электроны могут выбиваться из нейтралов, образуя пары ион-электрон. Этот процесс является высокоэффективным средством создания плазмы в газах с низкой плотностью. Ранее необходимые электроны обеспечивались полым катодом . [4]

Технические характеристики

Двигатель относится к классу 20–50 кВт, имеет удельный импульс 6000–9000 секунд и производительность по топливу, превышающую 100 кг/кВт. [2] Целью проекта по состоянию на июнь 2003 года было достижение уровня технологической готовности 4–5 в течение 2 лет.

Предварительный прототип HiPEP вырабатывал 670  миллиньютонов (мН ) тяги при уровне мощности 39,3 кВт, используя 7,0 мг/с топлива, что давало удельный импульс 9620 с. [2] [5] При снижении мощности до 24,4 кВт HiPEP использовал 5,6 мг/с топлива, что давало удельный импульс 8270 с и 460 мН тяги.

История проекта и развития

Фаза 1 разработки HiPEP завершилась в начале 2003 года. [6] Концептуальное проектирование двигателя было завершено, и испытания отдельных компонентов завершены. Полномасштабный лабораторный двигатель был построен для Фазы 2 разработки HiPEP. Однако с отменой миссии Jupiter Icy Moon Orbiter в 2005 году разработка HiPEP также была остановлена. [7] Перед отменой HiPEP завершил 2000-часовое испытание на износ. [8] [9]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Исследовательский центр Гленна. НАСА.
  2. ^ abc ПРОГРАММА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ (HiPEP). Исследовательский центр Гленна - NASA. 22 декабря 2008 г.
  3. ^ "Мощный электрореактивный ионный двигатель (HiPEP) NASA/TM—2004-213194 AIAA–2004–3812"..
  4. ^ Фостер, Джон; Хааг, Том; Паттерсон, Майкл; Уильямс, Джордж Дж.; Сови, Джеймс С.; Карпентер, Кристиан; Камхави, Хани; Мэлоун, Шейн; Эллиот, Фред (1 сентября 2004 г.). "The High Power Electric Propulsion (HiPEP) Ion Thruster" (PDF) . nasa.gov . Получено 6 февраля 2024 г. .
  5. ^ [1] Страница 8 отчета HiPEP за сентябрь 2004 г. NASA/TM—2004-213194
  6. ^ Проект HiPEP Январь 2004
  7. ^ "Сетчатые ионные двигатели". Beyond NERVA . 2019-04-06 . Получено 2024-02-07 .
  8. ^ Герман, Дэниел А. (2010). «Состояние длительного испытания эволюционного ксенонового двигателя НАСА (NEXT) после 30 352 часов работы» (PDF) .
  9. ^ Уильямс, Джордж Дж.; Хикам, Тайлер А.; Хааг, Томас У.; Фостер, Джон Э.; Паттерсон, Майкл Дж. (2005). «Предварительный анализ износа после 2000-часового испытания на износ ионного двигателя HiPEP» (PDF) . Получено 6 февраля 2024 г. .

Внешние ссылки