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

Dette arbejde blev støttet i en del af OSTIn-SRP/EDB, National Research Foundation (Singapore), akademisk forskning fond AcRF Tier 1 RP 6/16 (Singapore), og George Washington Institute for nanoteknologi (USA). I. L. anerkender støtte fra skolen for kemi, fysik og maskinindustrien, videnskab og tekniske Fakultet, Queensland University of Technology.

Her præsenterer vi protokoller for stak kalibrering procedure og ydeevne evaluering, uafhængige stak kontrol via null måling og plume profilometry gennem fysisk in situ-data sensing.
1. stak kalibrering procedure og stak resultatevalueringen
<ol><li>Sikre, at alle komponenter er installeret i salen, som vist i figur 5.</li>
	<li>Teste forbindelsen af de diagnostiske værktøjer eksternt før forsegling salen.</li>
	<li>Bruge kontrolelementet integrere...

Typical hal-type styreraketter44 er relativt enkle, billige og højeffektive enheder, der kunne accelerere en ion flux til hastigheder på tocifrede km/s, leverer stak nødvendige for accelererende satellitter og rumfartøjer, samt for manøvrering, retning, position og attitude kontrol, og de kredser i slutningen af deres drift levetid. Anvendelse af Hall styreraketter på satellitter og andre orbital nyttelast forbedre missionen levetid, tillader orbital overførsel og dannelse/konstellation fly...

Fornyet interesse i rumsektoren har delvis været katalyseret af højeffektive elektriske fremdriftssystemer at levere forbedret mission kapaciteter ved i stigende grad reduceret lanceringen koster1,2,3. Mange forskellige typer af rum elektrisk fremdrift enheder har for nylig foreslået og testet4,5,6,7,8 understøttes af den nuværende interesse i rummet udforskning9,10. Blandt dem er inddelte ion11,12 og Hal-type styreraketter13,14 af primær interesse på grund af deres evne til at nå meget høj virkningsgrad på omkring 80%, overskridelse af enhver kemisk bovpropel, herunder de mest effektive ilt-brintsystemer, effektiviteten er begrænset til ca 5000 m/s af den hovedforpligtede fysiske love15,16,17,18.
Omfattende, pålidelig test af miniaturized plads styreraketter typisk kræver et stort kompleks af prøven faciliteter, der omfatter testkamre, vakuum faciliteter (pumper), kontrol og diagnostik instrumenter, et system til måling af plasma parametre 19, og en bred vifte af hjælpeudstyr, der opretholder driften af thruster, såsom en elektrisk strømforsyningssystem, drivmiddel forkoblingsenheden, stak måling stativ og mange andre20,21. Desuden, en typisk space propulsion thruster består af flere enheder, som hver for sig påvirker effektiviteten og levetiden for hele stak system, og derfor kunne blive testet både separat og som en del af thruster forsamling22, 23. Dette væsentligt komplicerer testprocedurer og indebærer lange test perioder24,25. Pålideligheden af en thruster katode enhed, samt drift af styreraketter når forskellige drivmidler bruges også kræver særligt hensyn26,27.
For at kvantificere en elektrisk fremdrift miljøpræstationer, og for at kvalificere moduler for operationelle indsættelse i rummissioner, jorden testfaciliteter, som aktiverer simulering af realistiske plads er miljøer nødvendige til afprøvning af multi-skaleret fremdrift enheder28,29,30. Et eksempel på et sådant system er en stor skaleret plads miljø trykkammer beliggende på Space Propulsion centrum-Singapore (SPC-S, figur 1a, b)31. Udarbejdelsen af sådan en simulation miljø, skal følgende primære og sekundære overvejelser tages i betragtning. Primære bekymring er at således skabte rumomgivelser skal præcist og pålideligt simulere en realistisk rumomgivelser, og de indbyggede diagnosesystemer skal give præcis og nøjagtig diagnostik under ydeevne evaluering af et system. Sekundær bekymring er at de simulerede plads miljøer skal være meget tilpasselig at aktivere hurtig installation og test af forskellige fremdrift og diagnostiske moduler og miljø skal kunne rumme høj overførselshastighed test for at optimere decharge og operationelle betingelser for flere enheder samtidigt.
Plads miljø simulatorer og pumpning faciliteter
Her, illustrere vi to simulation faciliteter på SPC-S som er blevet gennemført for afprøvning af miniaturized elektriske fremdriftssystemer, såvel som integreret moduler. Disse to faciliteter er af forskellige skalaer, og først og fremmest har forskellige roller i forbindelse med evaluering af ydeevne, som beskrevet nedenfor.
Store plasma plads aktivering kammer (PSAC)
PSAC har dimensioner på 4,75 m (længde) x 2,3 m (Diameter) og har et vakuum pumpe suite, der består af talrige høj kapacitet pumper arbejder i tandem. Det er i stand til at opnå en base tryk lavere end 10-6 Pa. Det har en integreret vakuum kontrol udlæsning og pumpe aktivering/purge system for evakuering og udrensning af salen. Det er udstyret med talrige tilpasselig flanger, elektrisk feedthroughs og visuelle diagnostiske koøjer linje forsøgslaboratoriet. Dette, giver sammen med en fuld suite af diagnostik kapaciteter monteret internt, det ændres hurtigt for multimodale diagnostik. Omfanget af PSAC giver også mulighed for afprøvning af helt integrerede moduler til applikationer i et simuleret miljø.
PSAC er SPC-S flagskib plads miljø simulation facilitet (figur 1 c, d). Dens størrelse giver mulighed for afprøvning af komplette moduler af op til et par U monteret på en quadfilar fase. Fordelen ved denne metode ville være i real-time visualisering af hvordan fremdrift moduler som monteret på forskellige payloads kan påvirke in situ manøvrering af nyttelast i rummet. Dette er simuleret gennem montering og suspension af hele nyttelasten på en navnebeskyttet quadfilar stak måling platform. Thruster kan derefter blive fyret, og den suspenderede platform med thruster og nyttelast ville afprøves med plads betingelser. Drivmiddel gas energiafgrøder, som indtaste testmiljøet via elektrisk fremdrift moduler er pumpet ud effektivt af de vakuum suite til at sikre, at Parlamentets samlede pres ikke er ændret, således opretholde en realistisk rumomgivelser32 ,33,34. Endvidere elektriske fremdriftssystemer typisk involverer produktionen af plasma-tv og udnytte manipulation af baner af ladede partikler spændende systemet generere stak35. I mindre simulation miljøer, oprustning af afgift eller plasma skafter på væggen kan påvirke decharge ydeevne gennem plasma-væg interaktioner på grund af dets nærhed til fremdriftssystemet, især for micropropulsion hvor typisk stak værdier er i størrelsesordenen millinewtons. Derfor skal særlig opmærksomhed og fokus gøres rede for og marginalisere bidrag fra sådanne faktorer36. PSACS store størrelse minimerer plasma-væg interaktioner, gør dem ubetydeligt, giver en mere nøjagtig repræsentation af decharge parametre og muliggør overvågning af plume profiler i elektrisk fremdrift moduler. PSAC bruges typisk i fuld modul evaluering og systems integration/optimering processer, som giver mulighed for hurtig oversættelse af thruster prototyper til operationelt klar systemer for jorden test som forberedelse til plads kvalifikation.
Skaleret plasma plads miljø simulator (PSEC)
PSEC har dimensioner på 65 cm x 40 cm x 100 cm og har et vakuum pumpe suite, som består af seks høj kapacitet pumper arbejder i tandem (tørt vakuum pumpe, turbomolecular og cryo vakuumpumper). Det er i stand til at opnå en base tryk lavere end 10-5 Pa, når hele pumpesystem fungerer (alle pumper er i brug). Pres og drivmiddel bevægelserne i realtid via integreret massestrøm udlæsning kasser og trykmålere. PSEC er primært ansat i holdbarhedsprøve af raketmotorer. Styreraketter er fyret for længere tid til at evaluere virkningerne af plasma skader på decharge kanaler og på dets levetid. Desuden, som vist i figur 2, en kompleks gas flow controller netværk i denne facilitet muliggør hurtig tilslutning af andre råvare drivmidler til katoden og anoder til at teste kompatibiliteten af styreraketter med romanen drivmidler og virkningerne af den sidstnævnte på thruster ydeevne. Dette er af stigende interesse for forskningsgrupper arbejder på "luft-vejrtrækning" elektrisk styreraketter udnytte roman drivmidler under drift.
Integreret diagnostisk faciliteter (multimodale diagnostik)
Forskellige integreret diagnosefaciliteter, udstyret med automatiseret integreret robotsystemer (AIRS-µS)19,23, er blevet udviklet for de to systemer i PSEC og PSAC at tage højde for diagnostik på forskellige skalaer og formål.
Integreret diagnostik i PSEC
De diagnostiske værktøjer i PSEC hovedsagelig afhænge af real-time overvågning af decharge gennem udvidede operationer. Quality management system overvåger resterende gas i anlægget for forurenende arter, der opstår fra sputtering materiale under decharge. Disse spormængder overvåges kvantitativt over tid til at evaluere erosion satser for udledning kanalen og elektroder af thruster til at anslå den thruster levetid. Optical emission spectrometer (OES) supplerer denne procedure ved at overvåge spektrallinjer svarende til elektroniske overgange af forurenende arter på grund af erosion, såsom kobber fra elektronikken. OES muliggør også non-invasiv plasma diagnostik og aktiv overvågning af plume profil, som kvalitativt evaluerer ydeevnen af thruster. Endelig, en robot Faraday sonde, som kan kontrolleres fjernt eller angivet til fuldt autonome tilstand, der bruges til at udlede hurtig fejer plume profil til at optimere collimation stråle gennem parametrisk varierende decharge forhold (figur 3).
Integreret diagnostik i PSAC
Luksus af fysiske rum i PSAC muliggør installation af flere thruster systemer på forskellige steder på grund af dens modulære design, giver mulighed for plug-og-leg-lignende anlæg til forskellige diagnostik samtidigt. Figur 4 viser de interne tværsnit af PSAC i forskellige konfigurationer, med fuldt suspenderede quadfilar stak måling platform er dens mest bemærkelsesværdige og permanent fastholdelsesanordningen. Tårn systemer, styres autonomt eller trådløst via Android apps bruger mikrocontrollere og Bluetooth-moduler, så der kan monteres i et modulopbygget måde vender thruster for at opnå Karakteristik af plume gennem installation af forskellige sonder Faraday, Langmuir og forsinke potentielle Analyzer (RPA). Også vist i figur 4 er PSAC egnethed til at muliggøre for konfigurerbare montering af thruster systemer til hurtig samtidige diagnosticering af forskellige plasma parametre. Styreraketter kan monteres lodret i en enkelt kolonne og testet hurtigt, ene efter den anden at undgå interaktioner mellem de forskellige thruster systemer. Det er blevet bekræftet, at effektiv evaluering af op til 3 forskellige moduler på en enkelt forekomst er muligt, således betydeligt reducere nedetid under evakuering og udrensning processer, der kræves ellers når testsystemer individuelt. På den anden side, er dette system en værdifuld mulighed for at teste de thruster forsamlinger, der skal fungere i en flok på samme satellit. Styreraketter kan monteres lodret i en enkelt kolonne og testet hurtigt, ene efter den anden at undgå interaktioner mellem de forskellige thruster systemer. Det er blevet testet for at være effektiv i evalueringen af op til 3 forskellige moduler på en enkelt forekomst, betydeligt reducere nedetid under evakuering og udrensning processer, der kræves ellers når testsystemer individuelt.
Det er vigtigt at fastlægge hovedlinjerne i micropropulsion systemer præcist så at parametre som effektivitet, ηeff og specifik impuls jegsp, er nøjagtige, således, at give en pålidelig repræsentation af afhængighed af bovpropel ydeevne på forskellige input parametre som drivmiddel flow og effekt der leveres til de forskellige terminaler af styreraketter, som vist i ligninger 1 og 2. Eksplicit, kredser evaluering af micropropulsion systems ydeevne typisk om måling af stak genereres af systemet på forskellige driftsparametre. Performance evalueringssystemer skal derfor være kalibreret efter et sæt standarder før der installeres i rumomgivelser til brug i diagnostik og kontrol for at sikre deres pålidelighed og præcision19.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg">
Typiske systemer anvender kraft kalibrering eksternt før stak måleenheder er installeret i test miljø38. Men sådanne systemer højde ikke for plads miljøer påvirker Kalibreringsstandarder materialeegenskaber og for elektriske, vakuum og termiske påvirkninger på nedbrydningen af de kalibrerede standarder i dynamisk løbet af Performance evaluering af styreraketter. Den automatiske trådløse kalibrering enhed vist i figur 5, på den anden side giver mulighed for in situ kalibrering af systemet i det simulerede miljø før thruster er operationelle. Dette tegner sig for de dynamiske virkninger af testmiljøet på stadiet måling, og giver mulighed for hurtig re kalibrering af systemet til forud for affyring af raketmotorer. Systemet indeholder også en symmetrisk modulære null stak kontrol enhed, der kontrollerer stak uafhængigt. Det drives af thruster er operationelle in situ analyse af den afledte fremstød fra givet decharge betingelser. Hele processen foregår via MATLAB apps, tillade brugernes hen til fokus på optimering af hardware og design af fremdriftssystemer, og fremskynder afprøvning af sådanne systemer. Detaljer om denne metode vil blive uddybet i de følgende underafsnit.

<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

Miniaturiserede rumfartøjer og satellitter kræver smart, yderst effektiv og holdbar lav-stak raketmotorer, i stand til at udvidet, pålidelig drift uden fremmøde og justering. Thermochemical raketmotorer, som udnytter termodynamiske egenskaber af gasser som et middel til acceleration har fysiske begrænsninger på deres udstødningsgashastighed, hvilket resulterer i lav effektivitet. Desuden, disse motorer demonstrere ekstremt lav effektivitet på små fremstød og kan være uegnede for løbende operativsystemer, som giver real-time adaptive kontrol af rumfartøjer retning, hastighed og position. Elektriske fremdriftssystemer, der bruger elektromagnetiske felter til at fremskynde ioniserede gasser (dvs. plasmaer) har derimod ikke nogen fysisk begrænsning med hensyn til udstødning hastighed, så næsten alle masse effektivitet og specifik impuls. Lav-stak Hall styreraketter har en levetid på flere tusind timer. Deres udledning spænding svinger mellem 100 og 300 V, opererer ved en nominel effekt på < 1 kW. De varierer fra 20 til 100 mm i størrelse. Stor Hall raketmotorer kan give brøkdele af millinewton af stak. I de seneste par årtier, har der været en stigende interesse i lille masse, lavt strømforbrug og høj effektivitet fremdriftssystemer drive satellitter på 50-200 kg. I dette arbejde, vil vi vise hvordan til at bygge, teste og optimere en lille (30 mm) Hall thruster habil i fremdriver en lille satellit vejer ca 50 kg. Vi vil vise thruster opererer i et stort rum miljø simulator, og beskrive hvordan stak måles og elektriske parametre, herunder plasma karakteristika, er indsamlet og behandlet for at vurdere centrale thruster parametre. Vi vil også demonstrere, hvordan thruster er optimeret for at gøre det en af de mest effektive små styreraketter nogensinde er bygget. Vi vil også tage fat på udfordringer og muligheder af nye thruster materialer.

Stak kalibreringsmetode og stak resultatevalueringen
Evaluering af stak værdier fra quadfilar stak måling fase kommer i to faser. Den første fase er gennem opnåelse kalibrering faktorer fra den automatiske trådløse kalibrering enhed vist til højre på figur 5. I denne kalibreringsprocessen sænkes fine vægte på tværs af en glat polytetrafluorethylen bar, som oversætter de...

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

Vi præsenterer her, en protokol for at teste og optimere plads fremdrivningssystemer baseret på miniaturized hal-type raketmotorer.

Optimering, Test og diagnosticering af Miniaturized Hall styreraketter

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

Det overordnede mål med denne præsentation, er at præsentere den metode, der er involveret i afprøvning af specialiserede elektriske fremdrift thrustere i en jordbaseret rummiljø simulation facilitet. De involverede metoder har automatiserede systemer, der inkorporerer hardware-software integration til at realisere intelligente systemer til automatiseret eller fjerndiagnostik og evaluering af ydeevne af fremdriftsmoduler og andre nyttelast i rummet. Rummet fremdrift center, Singapore, er et forskningscenter på National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapore.De testmiljøer, der er udviklet her, omfatter to rummiljøsimuleringsfaciliteter til forskellige formål. Den skalerede rummiljø simulator er primalt ansat i levetid test af thrustere. Thrustere affyres i længere tid i denne facilitet for at vurdere virkningerne af plasmaskader på nødkanaler.og efterfølgende at udlede levetiden for thrustere. Den quadfilar suspenderet fase giver mulighed for korrekt visualisering af, hvordan fremdrift moduler som monteret på forskellige nyttelast kan påvirke in situ manøvre i rummet. Dette simuleres gennem montering og suspension af hele nyttelasten på det suspenderede system.Thrusterne kan derefter affyres, og den ophængte platform, hvor modulerne er monteret på, aktiveres efter forholdene i rummet. Den quadfilar pendulet også fremskynder processen med nivellering, kalibrering og installation af thrustere og moduler til test i rummet miljø. Med denne opsætning kræves der kun én operatør i testfaciliteten for at udnytte frekvensmodulering på torsionsledningerne for at jævne og kalibrere hele systemet.I den store rummiljøsimulator bortset fra den firssede trykfase, der muliggør in situ-afledning af tryk, kan modulopbyggede robotsonder også tilpasses til montering gennem konfigurerbare fastgørelsesenheder. Det er også værd at bemærke, at den store Space Environment Facility har mange monteringspunkter og vakuum greb elektroniske filtre for at give mulighed for installation af flere thrustere og diagnostisk udstyr til samtidig evaluering af ydeevnen. Dette reducerer nedetiden, når kammeret evakueres og pumpes under adgangsinstallations- og omkonfigurationsprocesser, hvis test skulle udføres individuelt.Vi vil nu gennemgå procedurerne for installation og kalibrering af quadfilar pendulet før test af fremdriftsenheder. Først skal du sikre dig, at alle komponenter er installeret i kammeret efter behov for efterfølgende test. Test tilslutningsfunktionen af diagnosticeringsværktøjerne eksternt, før kammeret forsegles.Brug den integrerede facilitetskontrol til at forsegle kammeret. Tænd for vakuumpumperne i cascading-rækkefølgen startende fra de tørre pumper, turbomolekylære pumper og derefter de kryogene pumper. Brug de udviklede apps til at synkronisere dine enheder med de trådløse transpondere i kammeret.Synkroniseringsprocessen er fuldført, når den blinkende LED på transponderne holder op med at blinke. Når det ønskede vakuum er opnået, og den indledende aflæsning er taget ud af laserforskydningssensoren som en baseline. Brug den udviklede app til at udløse sænkning af en kalibreret vægt til kraftoversættelse på quadfilar-fasen.Optag forskydningen fra laserforskydningssensoren. Gentag processen med at sænke vægtene og registreringen af forskydnings quadfilar-trin, indtil alle kalibreringsvægte er brugt. Tegn en kalibreringskurve for at opnå kalibreringsfaktoren for det system, der er installeret på quadfilar-fasen.Thrusterne kan derefter blive fyret, og de ønskede parametre kan opfanges i realtid ved dataindsamling program skrevet af i hus forskere. Alternativt kan en integreret app bruges til fuldt ud at automatisere kalibreringsprocessen, mens aktiveringssekvensen synkroniseres fra motorerne og dataindsamlingen fra sensorerne i overensstemmelse hermed. Vi vil nu gennemgå procedurerne for uafhængigt at kontrollere de opnåede trykparametre til en null-måling, og hvordan en rumlig aktiveret proxy kan udløses for at opnå røgfaneprofiler, efter der er foretaget trykmålinger.Først skal du tage en baseline aflæsning af quadfilarpendulet i ligevægtspositionen. Slå driftsparametre til de ønskede værdier fra thrusterens kontrolpanel og afdræt thrusteren. Når tilliden er fyret, skal du vente på, at svingningerne på quadfilarpendulet stabiliseres.Efter stabilisering skal du bruge kontrolappen til null-målesystemet til at udløse sænkning af vægte. Vægtene sænkes løbende, indtil quadfilar-fasen aktiveres tilbage i ligevægt. Når ligevægtspositionen er nået, afsluttes aktiveringssekvensen, og den kraft, der kræves for at bringe quadfilarsystemet tilbage til ligevægten, bestemmes.En prop blok udløses derefter for at stoppe quadfilar fase fra at bevæge sig. Derefter udføres en fejende sekvens på den rumlige målesondemontering. En synkroniseret sekvens loopes for at hente data fra sonden på hver rumlig placering og gemmes i en matrix, der skal analyseres i overensstemmelse hermed.Andre sonder kan tilpasses til at blive monteret på den modulære vedhæftet fil til at bruge rumlige oplysninger om røgfanen profiler. I dette afsnit vil vi gennemgå typiske resultater opnået fra en kalibreringssekvens, samt typiske røgfaneprofiler opnået gennem en faraday sonde feje. Kalibrering af quadfilar fremstød til målefase sker gennem ansættelse af denne sondemotor, der drives til oversættelsessystemet.For at udlede de kalibreringsfaktorer, der er nødvendige for afledning af tryk under eksperimentel betingning. En sekvens det udløses af en operatør af et automatiseret program til at sænke fine kalibrering vægte, der virker lodret og oversætter vandret for at simulere aktivering, når thrusteren er fyret. Aflæsninger fra en laserforskydningssensor med høj opløsning foretages ved hvert interval, og der tegnes derefter en kalibreringskurve for at opnå kalibreringsfaktoren for efterfølgende målinger på systemet.I dette tal ser vi en typisk kalibreringskurve tegnet under en enkelt automatiseret kalibreringsproces. Som det kan ses, den korrekte tilpasning og opsætning af quadfilar fase resulterer i en meget lineær kalibrering plot giver en kalibreringsfaktor på 27,65 milli newton per volt. I en standardiseret opsætning for trykmålinger over en bred vifte af kræfter.Opsætningen kan også ændres, så den passer til kalibreringsvægte for udvidede regimer som vist i dette kalibreringsplot. Torsionsledningerne justeres for følsomhed, og både fin- og banekalibreringsvægte er inkluderet for at give et kalibreringsplot, der er lineært i begge regimer. En prøve af in situ-målingerne for afledt tryk er vist i dette tal.Dette tal viser, hvordan en operatør er i stand til at overvåge afhængigheden af tryk på udledning spænding. I løbet af forsøget, indtil udledningen er slukket. Ved hjælp af quadfilar trykmålinger fase, vi var i stand til at måle det tryk, der produceres af hele thruster ved forskellige indgangseffekt givet af udledning strøm og anvendt spænding.Gennem disse oplysninger kan der opnås en variation af effektivitet og specifik impuls med hensyn til indgangseffekt. Disse tal viser, hvordan trykket og den specifikke impuls varierer med indgangseffekt ved fire forskellige massestrømningshastigheder. Og dette tal viser, hvordan effektiviteten afhænger af input-effekt.Resultaterne viser, at thrusteren er blevet optimeret til at arbejde ved indgangseffekt er under 100 watt, hvor lave strømningshastigheder har resulteret i effektivitet på næsten 30%Efter thrusteren er fyret en null måling sekvenser udløses til selvstændigt at kontrollere den tillid, der opnås fra systemet. Når trykket affyres, fortrænger scenen alt efter omfanget af fremdriften, der udledes af systemet. Null-måleenheden er et symmetrisk system monteret overfor kalibreringsenhed, som anvender et lignende kraftoversættelsessystem til at aktivere scenen tilbage i ligevægt.En laserforskydningssensor overvåger aktivt forskydningen under hele målingen og udløser aktiveringssystemet for at aktivere en sekvens, der kun afsluttes, når der opnås baseline-ligevægt. En operator er også i stand til at visualisere in situ røgfanen profiler som vist i denne figur. Dette tal viser, hvordan udledningseffekten påvirker størrelsen af spidsbelastningsstrømstætheden og den fulde bredde ved halvt maksimum i overensstemmelse hermed.Fysiske processer, der er uløseligt forbundet med plasma's er kendt for at drive og kontrollere selv organisation og selvsamling under materialesyntese. på QUT i samarbejde med plasmakilder og applikationscenter undersøger vi, hvordan disse byggesten dannes, formes og leveres til overflader på de forskellige plasmaforhold. Vi håber, at vi ved at forstå, hvordan disse plasmaform nanostrukturer opfører sig, vil være i stand til at designe processer, der sikrer rettidig og effektiv levering og inkorporering kun for at tilføje det sted, hvor reparationen faktisk er nødvendig.Giver os et plasmafremdrivningssystemer, der er længere servering og mere effektive. I denne præsentation har vi præsenteret en oversigt over de overvejelser, der er gjort, når vi designer et anlæg til test af fremdriftssystemer og deployerbare moduler i et simuleret rummiljø. Derudover har vi vist alsidigheden og styrkerne ved at bruge mikrocontrollerbaserede systemer til in situ-dataindsamling og -analyse, som hurtigt kan tilpasses til at udføre andre evalueringsformer afhængigt af operationelle missionskrav i overensstemmelse hermed.

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

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

Produktion af syntetisk Nuclear Smelt Glass

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

Brug synkrotronstråling Microtomography at undersøge Multi-skala Tre-dimensionelle Mikroelektroniske pakker

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

Protokol for elektrokemisk Test og karakterisering på aprotiske Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batteri

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

En 100 KW klasse anvendes feltet Magnetoplasmadynamic bovpropel

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

Udvikling af en næse-only indånding toksicitet testkammeret, der giver fire eksponering koncentrationer af Nano mellemstore partikler

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

Karakterisering af SiN's integrerede optiske faseinddelte systemer på en Wafer-skalateststation

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

Fabrikation og karakterisering af tykkelse Mode Piezoelektriske Enheder til forstøvning og Acoustofluidics

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

Laboratorieskala Langsom Cook-Off Test af raketbrændstof: Forbrændingshastighed analyse af en langsomt opvarmet drivmiddel (CRASH-P) Test

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