En 100 KW klasse anvendes feltet Magnetoplasmadynamic bovpropel

Summary

Målet med denne protokol er at indføre design af en 100 kW klasse anvendes feltet magnetoplasmadynamic bovpropel og relevante eksperimentelle metoder.

Abstract

Anvendt felt magnetoplasmadynamic raketmotorer (AF-MPD styreraketter) er hybrid acceleratorer hvor elektromagnetiske og gas dynamiske processer fremskynde plasma til høj hastighed; de har stort potentiale for fremtidige rumapplikationer med de betydelige fordele af høj specifik impuls og stak tæthed. I dette papir præsenterer vi en række protokoller for design og produktion af en 100 kW klasse af AF-MPD thruster med vand-køling strukturer, en 130 V maksimal decharge spænding, en 800 A maksimal decharge nuværende og en 0,25 T maksimale styrken af magnetfeltet. En hule tantal wolfram katode fungerer som kun drivmiddel indløbet til at hæmme den radiale decharge, og det er placeret aksialt på bagsiden af anode for at lindre anode sult. En cylindrisk divergerende kobber anoden er ansat til at formindske anode magt deposition, hvor længden er blevet reduceret til at mindske væg-plasma forbinder området. Eksperimenter udnyttet et vakuum system, der kan opnå en arbejdsgruppe vakuum 0,01 Pa for en total drivmiddel massestrøm Vurder lavere end 40 mg/s og et mål stak stå. Bovpropel tests blev udført at måle virkningerne af de arbejdende parametre som drivmiddel strømningshastigheder, den aktuelle decharge og styrken af magnetfelt på ydeevne og give relevant analyse. Thruster kunne betjenes kontinuerligt for væsentlige perioder med lille erosion på hul katode overflade. Den maksimale effekt af thruster er 100 kW, og udførelsen af denne vandkølede konfiguration er sammenlignes med styreraketter rapporteret i litteraturen.

Introduction

MPD styreraketter er kendt for en relativt høj stak tæthed og en høj specifik impuls^1,2,3. Dog er typisk stak effektivitet¹ af MPD styreraketter relativt lav, især med drivmidler ædelgasser^4,5,6. For de fleste MPD raketmotorer, er en del af den drivmiddel flow injiceres decharge salen fra en sprække mellem anode og katode^7,8 , med det resultat, at en radial komponent er en betydelig andel af den samled....

Protocol

1. Forberedelse til eksperiment

1. Installere thruster.
   1. Tør komponenterne af thruster withnon-støv klud vædet med vandfri alkohol i et rent værelse.
   2. Samle anode med isolatoren.
   3. Samle katode, katode indehaveren og katode stik.
   4. Tilføje katode del til anoden del.
   5. Installere den midterste stik ind i assemblage og fastgør dem med skruer (sekskant socket hoved skrue, M5 × 16).
   6. Etablere coil sæde på eksperiment platform med gaffeltruck.
   7. Sted eksperiment platform på styreskinnen i en vakuumkammer.
   8. Installere thruster på spolen.
   9. Link anode og katode med tilsvarende e....

Discussion

Denne protokol beskriver processerne af tænding, drift og stak måling af en 100 kW klasse anvendes feltet MPD thruster. Det centrale punkt i at designe en MPD thruster for optimal ydeevne er at vælge den korrekte konfiguration efter det specifikke mål. MPD styreraketter med konvergerende-divergerende anode kan fungere steady-state i en stor operation rækkevidde. Ydeevnen kan dog lavere end thruster med divergerende anoden. Den hule katode, især den multikanals hult katode, er overlegen i forhold til en traditionel .......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cryogenic Pumps	Brooks Automation		Pumping speed: 10000L/s
Displacement Sensor	Panasonic	HG-C1030	Repetition precision: 10μm Linearity: ±0.1% F.S.
Mass Flow Rate Controller	Brooks Automation		Range: 0-120mg/s
Molecular Pump	Oerlikon		Pumping speed: 2100L/s
Moveable Plantform	Beijing Weina Guangke Automation equipment Co., Ltd.		Range:0-2000mm
Plsatic Water Pipes	Xingye Xingye fluoroplastics (Jiaxing) Co., Ltd.		Ultimate pressure: 4.5MPa
Propellant Argon	Beijing Huanyu Hinghui Gas Technology Co., Ltd.		Purity:99.999%
Refrigerator	Beijing Jiuzhou Tongcheng Technology Co., Ltd.		Refrigeration power:45kW
Water Pumps	Liaocheng vanguard Motor Co., Ltd.; Shanghai people pump industry group Manufacturing Co., Ltd.; Nanfang Pump Limited company		Maximum Output pressure: Centrifugal pump:1MPa Plunger pump:10MPa