Name: optimization, test and diagnostics of miniaturized hall thrusters
Uploaded: 2019-02-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters at JoVE.com

كان يؤيد هذا العمل في جزء من OSTIn--حزب سام رانسى/EDB، والمؤسسة الوطنية للبحوث (سنغافورة)، وأكاديمية بحوث الصندوق أكرف الطبقة 1 روبية 6/16 (سنغافورة)، ومعهد جورج واشنطن "تقنية النانو" (الولايات المتحدة الأمريكية). أولاً L. تعترف بالدعم من مدرسة الكيمياء، الفيزياء والهندسة الميكانيكية، والعلوم وكلية الهندسة، جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا.

نقدم هنا البروتوكولات للتقييم الداخلي وأداء المعايرة الفحوى، التحقق المستقل التوجه عبر بروفيلوميتري القياس ولوم فارغة عن طريق الاستشعار من البيانات المكانية في الموقع.
1-التوجه تقييم الأداء الداخلي والتوجه المعايرة
<ol><li>تأكد من أن يتم تثبيت كافة المكونات في الدائرة ...

قاعة نموذجية من نوع الدفاعات44 بسيطة نسبيا، ورخيصة وأجهزة عالية الكفاءة التي يمكن أن تعجل الجريان أيون إلى السرعات من عدة عشرات من كم/ث، توفير الزخم اللازم للأقمار الصناعية المتسارعة والمركبات الفضائية، فضلا عن يناور، التوجه والموقف ومراقبة الموقف، ومدارها في نهاية حياتهم خ...

تجدد الاهتمام في صناعة الفضاء قد جزئيا قد تحفزها نظم الدفع الكهربائية عالية الكفاءة أن تسليم تعزيز قدرات البعثة على الإطلاق يزداد انخفاض تكلفته1،،من23. اقترحت مؤخرا العديد من أنواع مختلفة من أجهزة الدفع الكهربائي الفضاء و اختبار4،،من56،،من78 يدعمها الاهتمام المعاصر بالفضاء استكشاف9،10. من بينها، أيون الشبكية11،12 والقاعة من نوع الدفاعات13،14 ذات أهمية أساسية نظراً لقدرتها على الوصول إلى كفاءة عالية جداً من حوالي 80%، تفوق أي ستدمر الكيميائية، بما في ذلك نظم الأكسجين-الهيدروجين الأكثر فعالية، كفاءة الذي يقتصر على حوالي 5000 متر/s بالرئيسية المادية قوانين15،16،،من1718.
اختبار شامل وموثوق بها من الدفاعات الفضائية المنمنمة عادة يتطلب مجمع كبير من مرافق الاختبار التي تشمل اختبار الدوائر، مرافق التفريغ (المضخات)، أدوات المراقبة والتشخيص، ونظام لقياس البارامترات البلازما 19، وطائفة واسعة من المعدات الإضافية التي تدعم تشغيل الصاروخ، مثل نظام إمداد طاقة كهربائية، وحدة الإمداد بالوقود، فحوى موقف القياس وغيرها الكثير20،21. وعلاوة على ذلك، ستدمر الدسر مساحة نموذجية يتكون من عدد من الوحدات التي تؤثر بشكل منفصل على الكفاءة وخدمة الحياة بكامل هيئته فحوى النظام، وعليه، يمكن اختبار كل على حدة، وكجزء من الصاروخ الجمعية22، 23. هذا إلى حد كبير من تعقيد إجراءات الاختبار ويعني الاختبار الطويل فترات24،25. موثوقية ستدمر الكاثود وحدة، وكذلك تشغيل الدفاعات عندما تستخدم مختلف أنواع الوقود الدفعي يتطلب أيضا دراسة خاصة26،27.
لقياس أداء نظام الدفع الكهربائي، وإلى تأهيل الوحدات النمطية للنشر التشغيلي في بعثات الفضاء، أرضية اختبار المرافق التي تمكن من محاكاة الفضاء واقعية البيئات اللازمة لاختبار الدفع تحجيم متعدد وحدات28،،من2930. مثال على هذا النظام غرفة محاكاة بيئة الفضائية ذات مقياس كبير يقع في الفضاء الدسر المركز-سنغافورة (توافق آراء ساو باولو-S، الشكل 1 أ، ب)31. عند تطوير بيئة محاكاة، الاعتبارات الأولية والثانوية التالية التي تحتاج إلى أن تؤخذ في الاعتبار. الشواغل الرئيسية هي أن البيئة الفضائية التي تم إنشاؤها ومن ثم يجب أن دقة وموثوقية محاكاة بيئة الفضاء واقعية، ويجب أن توفر أنظمة التشخيص التي بنيت في تشخيص دقيقة ودقيقة أثناء تقييم أداء النظام. الاهتمامات الثانوية هي أن البيئات محاكاة الفضاء يجب أن تكون عالية للتخصيص لتمكين التثبيت السريع واختبار الدفع المختلفة ووحدات التشخيص والبيئة يجب أن تكون قادرة على استيعاب التجارب الإنتاجية العالية لتحسين التفريغ والظروف التشغيلية لوحدات متعددة في وقت واحد.
محاكاة البيئة الفضائية ومرافق الضخ
هنا، نحن توضيح المحاكاة مرفقين في توافق آراء ساو باولو-S التي تم تنفيذها للاختبار لنظم الدفع الكهربائية المنمنمة، وحدات متكاملة، كذلك. هذه المرافق اثنين من نطاقات مختلفة، وأساساً بأدوار مختلفة في عملية تقييم الأداء، كما هو مبين أدناه.
بلازما الفضاء يشتغل الدائرة (بساك)
بساك أبعاد 4.75 متر (طول) × 2.3 م (القطر)، وفراغ ضخ جناح يضم العديد مضخات عالية القدرة تعمل في ترادف. وقادر على تحقيق قاعدة ضغط أقل من 10-6 السلطة الفلسطينية. أنه لدى تحكم متكامل في فراغ قراءات ومضخة نظام تنشيط/تصريف للإجلاء، وتطهير للدائرة. أنه مجهز بالعديد من الشفاه للتخصيص، فيدثروغس الكهربائية والبصرية للكوي التشخيصية لتوفير مرفق اختبار الخط. هذا، جنبا إلى جنب مع مجموعة كاملة من قدرات التشخيص شنت داخليا، يسمح لها بتعديل سرعة التشخيص المتعدد الوسائط. مقياس بساك يسمح أيضا لاختبار وحدات متكاملة تماما للتطبيقات في بيئة محاكاة.
بساك هو توافق آراء ساو باولو-S رائد الفضاء المحاكاة مرفق البيئة (الشكل 1 ج، د). يسمح حجمها الهائل لاختبار نماذج كاملة لتصل إلى بضعة يو التي شنت على مرحلة قوادفيلار. وميزة هذا الأسلوب سيكون في التصور في الوقت الحقيقي من كيف وحدات الدفع كما شنت على حمولات مختلفة قد تؤثر على المناورة في الموقع من الحمولات في الفضاء. هذا هو محاكاة عن طريق التركيب وفحوى تعليق حمولة كاملة في كوادفيلار ملكية منصة قياس. ثم يمكن أن تطلق الصاروخ، وأن يختبر منصة علقت بالصاروخ وحمولة وفقا لظروف الفضاء. ويتم ضخ غاز الوقود المواد الخام التي تدخل إلى بيئة الاختبار عن طريق وحدات الدفع الكهربائي بجناح فراغ التأكد من أن الضغط العام للدائرة هو لم تتغير، وبالتالي، الحفاظ على بيئة الفضاء واقعية32 كفاءة ،،من3334. وعلاوة على ذلك، نظم الدفع الكهربائي عادة ما تنطوي على إنتاج البلازما واستغلال التلاعب بمسارات الجسيمات المشحونة الخروج النظام من أجل توليد الزخم35. في بيئات المحاكاة، أصغر وتراكم مانعات تهمة أو البلازما على الجدار قد تؤثر على أداء التصريف عن طريق التفاعلات جدار البلازما بسبب قربها من نظام الدفع، خاصة بالنسبة ميكروبروبولسيون حيث نموذجي التوجه القيم حسب ترتيب ميلينيوتونس. ولذلك، يجب بذل اهتماما خاصا والتركيز لحساب وتهميش المساهمات من هذه العوامل36. بساك حجم كبير يقلل من التفاعلات جدار البلازما، مما يجعلها إعطاء تمثيل أكثر دقة لتفريغ معلمات لا يعتد بها، ويمكن من رصد الملامح بلوم في وحدات الدفع الكهربائي. بساك يستخدم عادة في كامل وحدة التقييم ونظم التكامل/التحسين العمليات التي تسمح بترجمة النماذج ستدمر سريعة إلى نظم عمليا جاهزاً للاختبار في التحضير لتأهيل مساحة الأرض.
تحجيم بلازما الفضاء بيئة محاكاة (بسيك)
بسك أبعادا من 65 سم × 40 سم × 100 سم ولديه مجموعة ضخ فراغ الذي يتألف من ست مضخات عالية القدرة تعمل في ترادف (مضخة فراغ الجافة، ومضخات التفريغ توربوموليكولار والبرد). وقادر على تحقيق قاعدة ضغط أقل من 10-5 السلطة الفلسطينية عندما الجامع ضخ النظام قيد التشغيل (جميع المضخات قيد الاستخدام). ويتم رصد تدفقات الضغط والوقود في الوقت الحقيقي من خلال مربعات قراءات التدفق الجماعي المتكامل ومقاييس الضغط. بسيك المقام الأول يعمل في اختبار التحمل للدفاعات. وتطلق الدفاعات لفترات طويلة من الوقت لتقييم آثار الضرر البلازما في قنوات التصريف، وعلى عمر البطارية. بالإضافة إلى ذلك، كما هو مبين في الشكل 2، شبكة تحكم تدفق غاز معقدة في هذا المرفق يتيح الاتصال السريع الأخرى الوقود كمادة وسيطة إلى الكاثود ومصاعد لاختبار التوافق بين الدفاعات بالوقود الدفعي الرواية والآثار المترتبة هذا الأخير على أداء الصاروخ. وهذا الاهتمام المتزايد لمجموعات بحثية تعمل على الدفاعات الكهربائية "تتنفس الهواء" استخدام الوقود الدفعي رواية أثناء عملية.
مرافق التشخيص المتكاملة (تشخيص النقل المتعدد الوسائط)
وقد وضعت مختلف مرافق التشخيص المتكاملة، مجهزة بالنظم الآلية الروبوتية المتكاملة (يهوى-المايكروثانيه)19،23، لهذين النظامين في بسك وبساك لتلبية للتشخيص في جداول مختلفة وأغراض.
التشخيص المتكاملة في بسك
أدوات التشخيص في بسك يتوقف أساسا على الرصد في الوقت الحقيقي للتصريف من خلال العمليات الموسعة. نظام إدارة الجودة مراقبة الغاز المتبقية في مرفق لأنواع الملوثات التي تنشأ من اﻷخرق للمواد أثناء عملية تفريغ. وتراقب هذه الكميات النزرة كمياً مع مرور الوقت لتقييم معدلات تآكل من قناة التصريف واقطاب للصاروخ لتقدير مدى الحياة للصاروخ. ويكمل مطياف الانبعاثات الضوئية (OES) هذا الإجراء برصد الخطوط الطيفية المقابلة للانتقالات الإلكترونية من الأنواع ملوث بسبب التآكل، مثل النحاس من الإلكترونيات. كما تمكن OES البلازما غير الغازية التشخيص والرصد النشط للشخصية بلوم الذي يقيم أداء ستدمر نوعيا. وأخيراً، يتم استخدام مجس فاراداي روبوتية التي يمكن التحكم عن بعد، أو تعيينها إلى وضع الحكم الذاتي الكامل، لاشتقاق الاحتلالات سريعة من التشكيل الجانبي بلوم لتحسين collimation شعاع من خلال باراميتريكالي اختلاف ظروف التصريف (الشكل 3).
التشخيص المتكامل في بساك
تمكن متسع المساحة الفعلية في بساك تركيب نظم ستدمر متعددة في مواقع مختلفة نظراً لتصميمها المرن، مما يسمح لتثبيت التوصيل والتشغيل مثل لتشخيص مختلف في نفس الوقت. ويبين الشكل 4 المقطع العرضي الداخلية بساك في تشكيلات مختلفة، مع منصة قياس الاتجاه قوادفيلار تماما مع وقف التنفيذ يجري به لاعبا أساسيا آخر ملحوظة ودائمة. نظم البرج، الخاضعة لسيطرة مستقلة أو لاسلكياً عبر تطبيقات الروبوت باستخدام ميكروكنترولر ووحدات تقنية Bluetooth، يمكن ثم تركيبة على نحو نمطي يواجه الصاروخ الحصول على الصفات المميزة للوم من خلال تركيب مجسات مختلفة مثل فاراداي، لانغموير وتؤخر محلل المحتملة (RPA). كما هو موضح في الشكل 4 هو قدرة بساك السماح لتركيب شكلي ستدمر نظم التشخيص السريع المتزامن من مختلف البلازما المعلمات. الدفاعات يمكن تركيبة رأسياً في عمود واحد واختبار سرعة، الواحد تلو الآخر لتجنب التفاعلات بين النظم المختلفة ستدمر. وقد تم التحقق من أن التقييم الفعال ليصل إلى 3 وحدات مختلفة في مثيل واحد ممكن، وبالتالي إلى حد كبير الحد من التوقف خلال عملية الإجلاء وتطهير العمليات المطلوبة إلا عند اختبار نظم فردية. من ناحية أخرى، أن هذا النظام هو فرصة ثمينة لاختبار الصاروخ التجميعات التي يجب أن تعمل في مجموعة، على متن الساتل نفسه. الدفاعات يمكن تركيبة رأسياً في عمود واحد واختبار سرعة، الواحد تلو الآخر لتجنب التفاعلات بين النظم المختلفة ستدمر. قد تم اختباره لتكون فعالة في تقييم تصل إلى 3 وحدات مختلفة في مثيل واحد، إلى حد كبير تقليل وقت التوقف عن العمل خلال عملية الإجلاء وتطهير العمليات المطلوبة إلا عند اختبار نظم فردية.
أنها حيوية لتحديد التوجه العام في نظم ميكروبروبولسيون بدقة حتى أن المعلمات مثل الكفاءة و ηالمؤسسة ودفعه محددة أناس، وهي دقيقة، وبالتالي، إعطاء تمثيل موثوقة للاعتماد أداء الصاروخ في معلمات الإدخال مختلفة مثل تدفق الوقود والطاقة الموردة إلى محطات مختلفة من الدفاعات كما هو مبين في المعادلات 1 و 2. صراحة، تقييم أداء نظم ميكروبروبولسيون عادة ما تدور حول قياس قوة الدفع المتولدة من المنظومة على معلمات التشغيل المختلفة. ولذلك، يحتاج نظم تقييم الأداء للمعايرة وفقا لمجموعة من المعايير قبل تثبيت في بيئة الفضاء لاستخدامها في التشخيص والفحص لضمان موثوقيتها ودقتها19.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg">
نظم نموذجية تستخدم معايرة القوة خارجياً قبل أن يتم تثبيت وحدات قياس الاتجاه إلى بيئة اختبار38. ومع ذلك، لا تراعي مثل هذه الأنظمة في بيئات الفضاء التي تؤثر على خصائص المواد للمعايير المعايرة، وفراغ الكهربائية، والتأثيرات الحرارية على تدهور معايير معايرة مدى دينامية تقييم أداء الدفاعات. وحدة المعايرة اللاسلكية الآلي هو موضح في الشكل 5، من ناحية أخرى، يسمح للمعايرة في الموقع للنظام في بيئة محاكاة قبل الصاروخ جاهز. هذه الحسابات للآثار الدينامية لبيئة الاختبار في مرحلة القياس، ويسمح لسرعة إعادة معايرة للنظام قبل إطلاق الدفاعات. كما يضم النظام وحدة تحقق فحوى فارغة نمطي متماثل التي تتحقق التوجه بشكل مستقل. هو يعمل في حين الصاروخ جاهز للتحليل في الموقع المشتقة المحاور من معين الوفاء بالشروط. العملية بأكملها عن طريق تطبيقات MATLAB، مما يسمح للمستخدمين بالتركيز على الاستغلال الأمثل للأجهزة وتصميم لنظم الدفع، ويعجل اختبار نظم من هذا القبيل. سيتم وضع التفاصيل لهذا الأسلوب في الفرع التالي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:912px;" width="911">
	<tbody>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;width:429px;">Arduino Microcontroller</td>
			<td style="width:159px;">Arduino</td>
			<td style="width:260px;">Arduino Uno Rev 3</td>
			<td style="width:65px;"></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Bluetooth communication device</td>
			<td>SG Botic</td>
			<td>WIR-02471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Cryogenic Pump</td>
			<td>ULVAC</td>
			<td>CRYO-U12HLE&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Digital Oscilloscope</td>
			<td>Yokogawa</td>
			<td>DLM 2054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Dry Pump</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>Triscroll-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">High resolution laser displacement sensor</td>
			<td>Micro-Epsilon</td>
			<td>optoNCDT ILD-1420-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Mass Flow Controller</td>
			<td>MKS</td>
			<td>MKS M100B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Optical Emission Spectrometer</td>
			<td>Avantes</td>
			<td>AvaSpec-ULS2048XL-EVO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Servo Motor</td>
			<td>Tower Pro</td>
			<td>Servo Motor SG90</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Stepper Motor</td>
			<td>Oriental Motor</td>
			<td>PKP213D05A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;">Turbomolecular Pump</td>
			<td>Pfeiffer</td>
			<td>ATH-500M</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optimization, test and diagnostics of miniaturized hall thrusters

المنمنمة المركبات الفضائية والأقمار الصناعية تتطلب الذكية، وكفاءة عالية ودائمة الاتجاه المنخفض الدفاعات، قادرة على العملية الموسعة، ويمكن الاعتماد عليها دون الحضور والتكيف. الدفاعات الكيميائي الحراري التي تستخدم الخصائص الحرارية للغازات كوسيلة لتسريع على القيود المادية سرعة غاز العادم، أدى إلى انخفاض الكفاءة. وعلاوة على ذلك، هذه المحركات تثبت كفاءة منخفضة للغاية في المحاور الصغيرة، وقد يكون غير ملائم لأنظمة التشغيل التي توفر في الوقت الحقيقي التحكم التكيفي اتجاه المركبة الفضائية، والسرعة والموقف بشكل مستمر. وفي المقابل، نظم الدفع الكهربائي الذي استخدم الحقول الكهرومغناطيسية للتعجيل بالغازات المتأينة (البلازما مثلاً) لا تملك أي الحد الفعلي من حيث سرعة العادم، مما يتيح كفاءة تقريبا على أي أسلحة ودفعه محددة. الدفاعات قاعة الاتجاه المنخفض يكون مدى حياة لساعات عدة آلاف. نطاقاتها الجهد التفريغ بين 100 و 300 الخامس، العاملة في قوة رمزية < 1 كيلوواط. أنها تتفاوت من 20 إلى 100 ملم في الحجم. يمكن أن توفر الدفاعات قاعة كبيرة كسور ميللي نيوتن للاتجاه. على مدى العقود القليلة الماضية، كان هناك اهتمام متزايد في كتلة صغيرة ومنخفضة الطاقة، ونظم الدفع عالية الكفاءة للأقمار الصناعية بالسيارة من 50-200 كجم. في هذا العمل، نحن سيتم شرح كيفية بناء واختبار وتحسين صغيرة (30 ملم) قاعة الصاروخ قادر على دفع ساتل صغير وزنها حوالي 50 كجم. أننا سوف تظهر ستدمر العاملة في جهاز محاكاة بيئة الفضائية كبيرة، وتصف كيفية قياس الاتجاه ومعلمات الكهربائية، بما في ذلك خصائص البلازما، وتم جمعها وتجهيزها لتقييم المعلمات ستدمر الرئيسية. وسوف نظهر أيضا كيف الصاروخ هو الأمثل لجعلها واحدة من الدفاعات الصغيرة الأكثر فعالية التي بنيت من أي وقت مضى. وسنتناول أيضا التحديات والفرص التي تتيحها ستدمر المواد الجديدة.

فرضت إجراء المعايرة وفحوى تقييم الأداء
تقييم القيم التوجه من مرحلة القياس كوادفيلار التوجه يأتي على مرحلتين. المرحلة الأولى من خلال الحصول على عوامل المعايرة من وحدة المعايرة اللاسلكية الآلي سيظهر الحق في الشكل 5</stro...

Watch this Scientific Journal Video about Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters at JoVE.com

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

نقدم هنا، وضع بروتوكول لاختبار وتحسين أنظمة الدفع الفضائي استناداً إلى المنمنمة القاعة من نوع الدفاعات.

التحسين، واختبار وتشخيص للدفاعات قاعة المنمنمة

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...

والهدف العام لهذا العرض هو عرض المنهجية المستخدمة في اختبار محركات الدفع الكهربائية المتخصصة في مرفق محاكاة بيئة فضائية أرضية. وتتميز الأساليب التي تنطوي عليها النظم الآلية التي تدمج تكامل البرامجيات الحاسوبية لتحقيق نظم ذكية لأغراض التشخيص الآلي أو عن بعد وتقييم أداء وحدات الدفع وغيرها من الحمولات في الفضاء. مركز الدفع الفضائي، سنغافورة، هو مركز أبحاث في المعهد الوطني للتعليم، جامعة نانيانغ التكنولوجية، سنغافورة.وتشمل بيئات الاختبار التي تم تطويرها هنا مرفقين لمحاكاة البيئة الفضائية لأغراض مختلفة. يتم استخدام محاكاة بيئة الفضاء المتدرج بشكل أولي في اختبار مدى الحياة من محركات الدفع. وتطلق أجهزة الدفع لفترات طويلة من الزمن في هذا المرفق لتقييم آثار تلف البلازما على قنوات الاستغاثة.وبعد ذلك لاستنتاج عمر الدافع. وتتيح المرحلة التي تم تعليقها رباعيا تصورا سليما لكيفية تأثير وحدات الدفع كما هي مثبتة على حمولات مختلفة على المناورة في الموقع في الفضاء. ويتم محاكاة ذلك من خلال تركيب وتعليق الحمولة بالكامل على النظام المعلق.ويمكن بعد ذلك إطلاق أجهزة الدفع ويتم تشغيل المنصة المعلقة التي يتم فيها تركيب الوحدات النمطية وفقًا للظروف في الفضاء. ويعجل البندول الرباعي أيضا عملية تسوية ومعايرة وتركيب أجهزة الدفع ووحدات الاختبار في بيئة الفضاء. مع هذا الإعداد مطلوب مشغل واحد فقط في منشأة اختبار للاستفادة من تعديل التردد على الأسلاك torsional، لمستوى ومعايرة النظام بأكمله.في بيئة الفضاء واسعة النطاق محاكاة بصرف النظر عن رباعية توقف مرحلة الدفع التي تمكن من اشتقاق في الموقع من قوة الدفع، يمكن أيضا أن تكون مخصصة تحقيقات الروبوتية وحدات مفحمة مكانيا لتركيب من خلال وحدات المرفقات شكلي. ومن الجدير بالذكر أيضا أن مرفق البيئة الفضائية كبير يتميز العديد من نقاط التركيب والتفريغ قبضة المرشحات الإلكترونية للسماح لتركيب الدفعات متعددة ومعدات التشخيص لتقييم الأداء في وقت واحد. وهذا يقلل من وقت التوقف عن العمل الذي يتم تكبده عند إخلاء الغرفة وضخها أثناء عمليات التثبيت وإعادة التشكيل إذا كان سيتم إجراء الاختبار بشكل فردي.سنمر الآن من خلال إجراءات تركيب ومعايرة البندول رباعية قبل اختبار وحدات الدفع. أولاً، تأكد من تثبيت جميع المكونات في الغرفة كما هو مطلوب للاختبار اللاحق. اختبار الاتصال من أدوات التشخيص خارجيا قبل ختم الغرفة.استخدام التحكم المرفق المتكاملة لختم الغرفة. بدوره على مضخات التفريغ في ترتيب المتتالية بدءا من المضخات الجافة، ومضخات توربو الجزيئية ومن ثم مضخات المبردة. استخدم التطبيقات المطورة لمزامنة أجهزتك مع أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية في الغرفة.اكتمال عملية المزامنة، عندما الوميض LED على أجهزة الإرسال والاستقبال وقف وامض. مرة واحدة وقد تم الحصول على الفراغ المطلوب والقراءة الأولية يتم اتخاذها قبالة استشعار تشريد الليزر كخط أساس. استخدم التطبيق المطور لتشغيل خفض وزن معايرة لترجمة القوة على المرحلة رباعية.تسجيل النزوح من جهاز استشعار النزوح بالليزر. كرر عملية خفض الأوزان وتسجيل المرحلة الرباعية الإزاحة حتى يتم إنفاق جميع أوزان المعايرة. رسم منحنى المعايرة للحصول على عامل المعايرة للنظام المثبت على المرحلة الرباعية.ويمكن بعد ذلك إطلاق محركات الدفع ويمكن التقاط المعلمات المطلوبة في الوقت الحقيقي من خلال برنامج الحصول على البيانات التي كتبها الباحثون في المنزل. بدلا من ذلك يمكن استخدام التطبيق المتكاملة لأتمتة عملية المعايرة بشكل كامل في حين مزامنة تسلسل التشغيل من المحركات والبيانات من أجهزة الاستشعار وفقا لذلك. وسوف نذهب الآن من خلال إجراءات للتحقق بشكل مستقل من المعلمات الدفع التي تم الحصول عليها إلى قياس لاغي وكيف يمكن تشغيل وكيل مفحم مكانيا للحصول على ملامح عمود بعد إجراء قياسات الدفع.أولاً، خذ قراءة أساسية للقلم الرباعي في موضع التوازن. تبديل المعلمات التشغيلية إلى القيم المطلوبة من لوحة التحكم الدافع وطلق الدافع. بمجرد إطلاق الثقة، انتظر التذبذبات على البندول رباعية الاستقرار.بعد التثبيت، استخدم تطبيق التحكم لنظام القياسات الفارغة لتشغيل خفض الأوزان. يتم تخفيض الأوزان باستمرار حتى يتم حرك مرحلة رباعية مرة أخرى إلى التوازن. وبمجرد بلوغ موضع التوازن، يتم إنهاء تسلسل التشغيل وتحديد القوة اللازمة لإعادة نظام رباعي الفير إلى التوازن.ثم يتم تشغيل كتلة سدادة لوقف المرحلة رباعية من التحرك. ثم يتم تنفيذ تسلسل كاسح على جبل مسبار القياس المكاني. يتم تكرار تسلسل متزامن للحصول على بيانات من المسبار في كل مكان مكاني وتخزينها في صفيف ليتم تحليلها وفقا لذلك.يمكن تخصيص مسابير أخرى ليتم تركيبها على المرفقات وحدات لاستخدام المعلومات المكانية على ملامح عمود. في هذا القسم سوف نذهب من خلال النتائج النموذجية التي تم الحصول عليها من تسلسل المعايرة، فضلا عن ملامح عمود نموذجي تم الحصول عليها من خلال اكتساح التحقيق faraday. يتم معايرة الدفع الرباعي إلى مرحلة القياس من خلال توظيف ذلك المسبار المحرك لنظام الترجمة.من أجل استخلاص عوامل المعايرة اللازمة لاشتقاق قوة الدفع أثناء المهام التجريبية. تسلسل تشغيله من قبل مشغل برنامج تلقائي لخفض أوزان المعايرة الدقيقة التي تعمل عموديا ويترجم أفقيا لمحاكاة التشغيل عند إطلاق الدافع. وتؤخذ القراءات من جهاز استشعار النزوح بالليزر عالية الدقة في كل فاصل زمني ثم يتم رسم منحنى المعايرة للحصول على عامل المعايرة للقياسات اللاحقة على النظام.في هذا الشكل، نرى منحنى المعايرة النموذجي المرسومة خلال عملية معايرة تلقائية واحدة. كما يمكن أن نرى، المحاذاة المناسبة والإعداد للمرحلة رباعية النتائج في مؤامرة معايرة خطية جداً تسفر عن عامل معايرة 27.65 ملي نيوتن لكل فولت. في مجموعة موحدة تصل لقياسات الدفع على مجموعة واسعة من القوات.يمكن أيضاً تعديل الإعداد ليلائم أوزان المعايرة للأنظمة الموسعة كما هو موضح في مخطط المعايرة هذا. يتم تعديل الأسلاك الالتواءية للحساسية ويتم تضمين كل من أوزان معايرة الدقيق والمسرّعة للدورة لتسفر عن مخطط معايرة خطي في كلا النظامين. ويبين هذا الشكل عينة من القياسات في الموقع للزخم المشتق.هذا الرقم يبين كيف المشغل قادر على رصد الاعتماد على قوة الدفع على الجهد التفريغ. أثناء التجربة، حتى يتم إطفاء التفريغ. باستخدام رباعية الدفع قياس المرحلة ، كنا قادرين على قياس قوة الدفع التي تنتجها قوة الدفع كله في مختلف مدخلات السلطة التي قدمها التيار والجهد الحالي المطبق.ومن خلال هذه المعلومات، يمكن الحصول على تباين في الكفاءة والدافع المحدد فيما يتعلق بالقدرة على إدخال المدخلات. وتبين هذه الأرقام كيف يختلف الاتجاه الدافع والدافع المحدد مع قوة المدخلات عند أربعة معدلات مختلفة لتدفق الكتلة. وهذا الرقم يبين كيف تعتمد الكفاءة على قوة المدخلات.تظهر النتائج أن الدافع قد تم تحسينه للعمل في قوة الإدخال أقل من 100 واط ، حيث أدت معدلات التدفق المنخفضة إلى تحقيق كفاءات بنسبة 30٪ تقريبًا بعد إطلاق جهاز الدفع يتم تشغيل تسلسل قياس فارغ للتحقق بشكل مستقل من الثقة التي تم الحصول عليها من النظام. عندما يتم إطلاق الدفع، المرحلة يزيّد وفقا ل حجم الدفع المستمدة من النظام. وحدة القياس فارغة هي نظام متماثل شنت وحدة معايرة العكس، والذي يستخدم نظام مماثل قوة الترجمة لشغل المرحلة مرة أخرى في التوازن.جهاز استشعار النزوح بالليزر تراقب بنشاط النزوح في جميع أنحاء القياس، ويحفز نظام التنشيط لتنشيط تسلسل الذي ينتهي فقط عندما يتحقق التوازن الأساسي. ويمكن للمشغل أيضاً أن يُتصور ملامح الأعمدة في الموقع كما هو مبين في هذا الشكل. ويبين هذا الشكل كيف تؤثر قوة التصريف على حجم ذروة كثافة تيار الحديد والعرض الكامل بنصف الحد الأقصى وفقا لذلك.ومن المعروف العمليات الفيزيائية التي هي جوهرية في البلازما لدفع ومراقبة التنظيم الذاتي والتجمع الذاتي خلال تركيب المواد. في جامعة قطر بالتعاون مع مصادر البلازما ومركز التطبيق، ندرس كيفية تشكيل هذه الكتل، وتشكيل وتسليمها إلى الأسطح على ظروف البلازما المختلفة. نأمل أن من خلال فهم كيفية هذه البلازما شكل هياكل نانو التصرف سوف نكون قادرين على تصميم العمليات التي تضمن التسليم في الوقت المناسب وفعالة وإدماج فقط لإضافة الموقع حيث هناك حاجة فعلا إصلاح.تزويدنا بأنظمة دفع البلازما التي هي أطول خدمة وأكثر كفاءة. وقد عرضنا في هذا العرض لمحة عامة عن الاعتبارات التي أُجريَت عند تصميم مرفق لاختبار نظم الدفع والوحدات القابلة للنشر في بيئة فضائية مُحاكاة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرنا براعة وقوة استخدام أنظمة وحدة تحكم صغيرة لاقتناء البيانات وتحليلاتها في الموقع، والتي يمكن تكييفها بسرعة لأداء أساليب أخرى للتقييم حسب متطلبات المهام التشغيلية وفقًا لذلك.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Linear Momentum, Impulse and Collisions

SCIENTISTS IN ACTION

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

تصنيع وتوصيف الدليل الموجي الكريستال الضوئية الخفيفة بطيئة وتجاويف

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Measurement of Coherence Decay in GaMnAs Using Femtosecond Four-wave Mixing

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, ...

Production of Synthetic Nuclear Melt Glass

إنتاج الاصطناعية النووية نذوب زجاج

Realistic surrogate nuclear debris is needed within the nuclear forensics community to test and validate post-detonation analysis techniques. Here we ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

باستخدام السنكروترون الإشعاع مجهري المعنية بالتحقيق في نطاق متعدد الحزم الإلكترونية الدقيقة ثلاثي الأبعاد

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

بروتوكول الكهروكيميائية اختبار وتوصيف ابروتوني لي-O<sub&gt; 2</sub&gt; البطارية

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

A 100 KW Class Applied-field Magnetoplasmadynamic Thruster

100 كيلوواط فئة حقل تطبيق ستدمر ماجنيتوبلاسماديناميك

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate ...

Development of a Nose-only Inhalation Toxicity Test Chamber That Provides Four Exposure Concentrations of Nano-sized Particles

تطوير دائرة اختبار السمية استنشاق الآنف فقط يوفر أربعة تركيزات التعرض للجسيمات نانو الحجم

Using a numerical analysis based on computerized fluid dynamics, a nose-only inhalation toxicity chamber with four different exposure concentrations is ...

Characterization of SiN Integrated Optical Phased Arrays on a Wafer-Scale Test Station

توصيف صفائف SiN المتكاملة على مراحل بصرية على محطة اختبار مقياس الرقاقة

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for ...

Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics

تصنيع وتوصيف من سماكة وضع الأجهزة الكهروضوئية للانحلال وAcoustofluidics

We present a technique to fabricate simple thickness mode piezoelectric devices using lithium niobate (LN). Such devices have been shown to atomize liquid ...

Laboratory Scale Slow Cook-Off Testing of Rocket Propellants: The Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant (CRASH-P) Test

Laboratory Scale Slow Cook-Off Testing of Rocket Propellants: The Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant CRASH-P Test

مقياس المختبر بطيء كوك حالا اختبار الوقود الصاروخي: تحليل معدل الاحتراق من الوقود الدافع ساخنة ببطء (CRASH-P) اختبار

Solid rocket propellants are widely used for propulsion applications by military and space agencies. Although highly effective, they can be dangerous to ...