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

עבודה זו נתמכה חלק ע"י OSTIn-קמעונאי/מפיצים של EDB, קרן מחקר לאומי (סינגפור), אקדמיים מחקר קרן AcRF Tier 1 RP 6/16 (סינגפור), ו. ג'ורג ' וושינגטון המכון על ננו-טכנולוגיה (ארה ב). א ל' מאשר התמיכה של בית הספר לכימיה, פיזיקה, הנדסת מכונות, המדע, ההנדסה הפקולטה, האוניברסיטה הטכנולוגית של קווינסלנד.

כאן אנו מציגים את הפרוטוקולים על דחף כיול הערכה הליך וביצועים, דחף עצמאית אימות באמצעות profilometry תימרת ובחינת null באמצעות נתונים מרחביים באתרו חישה.
1. דחף כיול הליך ודחף הערכת ביצועים
<ol><li>ודא כי כל הרכיבים מותקנים בבית הבליעה, כמוצג באיור5.</li>
	<li>בדוק הקיש...

אופייני אולם מסוג מדחפים44 פשוטה יחסית, זול, התקנים יעילים ביותר עלול להאיץ את השטף יון כדי בין המהירויות של כמה עשרות ק מ בשנייה, מתן דחף נדרש מאיץ לוויינים וכלי -הטיס, כמו גם עבור תמרונים, כיוון, מיקום ובקרת גישה, בטל את הבחירה במסלול סביב בסוף חייהם השירות מבצע. היישום של אולם מ...

עניין מחודש בתעשיית החלל יש בחלקו היה מזורז על ידי מערכות הנעה חשמליות יעילים ביותר כי יכולות המשימה לספק משופרת בעת ההשקה מופחת יותר ויותר עולה1,2,3. סוגים שונים של התקנים הנעה חשמלית שטח לאחרונה הוצעו ו שנבדקו4,5,6,7,8 נתמך על ידי הריבית של היום בחלל חקר9,10. ביניהם, הן של העניין העיקרי בשל היכולת שלהם להגיע ליעילות גבוהה מאוד כ 80%, העולה על זה של כל מנוע כימי, יון gridded11,12 ו אולם מסוג מדחפים13,14 כולל מערכות חמצן-מימן היעילה ביותר, היעילות של אשר הוא מוגבל לכ-5000 מ'/s על ידי המנהל הפיזי חוקים15,16,17,18.
מקיף, אמין בדיקה של חלל ולמחקר מדחפים בדרך כלל דורש קומפלקס גדול של מתקני בדיקה הכוללים צ'ילרים, מתקנים ואקום (משאבות), מכשירי בקרה ואבחון, מערכת למדידת פרמטרים פלזמה 19, מגוון רחב של ציוד עזר שמווסתים את הפעולה של מנוע, כגון מערכת אספקת חשמל, יחידת אספקת הטען, דחף לעמוד מדידה ועוד רבים אחרים20,21. יתר על כן, מנוע הנעה שטח טיפוסי מורכב של מספר יחידות המשפיעים בנפרד את היעילות ואת חיי השירות של כל דחף המערכת, לכן, נבדק בנפרד והן כחלק הרכבה מנוע22, 23. זה משמעותי מסבך את תהליכי הבדיקה, מרמז על מבחן ארוך תקופות24,25. אמינות של מנוע הקתודה יחידה, כמו גם פעולת המדחפים כאשר הודף שונים משמשים גם דורש שיקולים מיוחדים26,27.
כדי לכמת את הביצועים של מערכת הנעה חשמלית, ולקרקע להעפיל מודולים עבור הפריסה המבצעית של משימות חלל, בדיקות מתקנים המאפשרים סימולציה של מרחב מציאותי סביבות הדרושים לניסויים של קנה המידה רב הנעה יחידות28,29,30. דוגמה של מערכת כזו הוא תא הדמיית סביבת חלל גדול שקנה המידה שלה השתנה ממוקם על שטח הנעה מרכז-סינגפור (SPC-S, איור 1 א', ב')31. בעת פיתוח כזה סביבה סימולציה, השיקולים הבאים והמשניים צריכים להילקח בחשבון. החששות העיקריים הם כי הסביבה החלל שנוצר ובכך בדייקנות ובאמינות לדמות סביבת החלל מציאותי, מערכות אבחון מובנה חייב לספק דיאגנוסטיקה מדויקת במהלך הערכת ביצועים של מערכת. הדאגות משניים הם כי סביבות חלל מדומה חייב להיות מאוד להתאמה אישית כדי לאפשר התקנה מהירה, בדיקה של הנעה שונה למודולי האבחון ואת הסביבה חייב להיות מסוגל להכיל תפוקה גבוהה בדיקות כדי לייעל הפרשות ותנאים מבצעית של יחידות מרובות בו-זמנית.
סימולטורים סביבת החלל ומתקני שאיבה
כאן, אנחנו מדגימים שני סימולציה מתקני SPC-S אשר יושמו לבדיקה של מערכות הנעה חשמליות מיניאטורי, מודולים באותה מידה כמו משולב. שני מתקנים אלה הן של סולמות שונים, בעיקר יש תפקידים שונים בתהליך הערכת ביצועים, כמתואר להלן.
פלזמה גדולה שטח הופעה קאמרית (PSAC)
PSAC בעל מידות 4.75 מ' (אורך) x 2.3 m (קוטר) יש שואב אבק שאיבה סוויטת אשר כוללת משאבות קיבולת גבוהה רבים עובדים במשולב. הוא מסוגל להשיג בסיס בלחץ נמוך מ 10-6 הפלסטינית. יש בקרה משולבת ואקום readout, משאבות הפעלה/נקה מערכת פינוי והמחסור של התא. הוא מצויד flanges הניתנות להתאמה אישית רבים, feedthroughs חשמל, האשנבים אבחון ויזואלי לספק קו הבדיקה מתקן. זה, יחד עם מלא-חבילת אבחון יכולות לטעון באופן פנימי, מאפשר לו להיות במהירות שונה עבור אבחון ומשולבות. קנה המידה של PSAC מאפשר גם בדיקה של מודולים משולב לחלוטין ליישומים בסביבה מדומה.
PSAC הוא SPC-S הדגל שטח סביבת הדמיה מתקן (איור 1 c, d). גודלו העצום מאפשר בדיקה של מודולים מלאה של עד כמה U רכוב על הבמה quadfilar. היתרון של שיטה זו תהיה החזיית בזמן אמת כמה המודולים הנעה כמו רכוב על מטענים שונים עשויים להשפיע תמרון באתרו דים בחלל. זה מדומה דרך ההרכבה, ההשעיה של המנה כולה על quadfilar קניינית דחף מדידה פלטפורמה. אז יכול להיות מפוטר מנוע, פלטפורמת מושעה עם מנוע ואת המטען להיבדק על פי תנאי שטח. הטען גז ביניים לדלק אשר להזין את סביבת הבדיקה באמצעות המודולים הנעה חשמליים הם שאוב מתוך ביעילות באמצעות חבילת ואקום כדי להבטיח כי הלחץ הכללי של הלשכה אינה משתנה, לכן, שמירה על סביבת החלל מציאותית32 33, ,34. יתר על כן, מערכות הנעה חשמליות בדרך כלל כרוך הייצור של פלזמות, לנצל המניפולציה של מסלולים של חלקיקים טעונים יציאה המערכת על מנת ליצור דחף35. בסביבות סימולציה קטנות יותר, הצטברות של מעילי פרווה תשלום או פלזמה על הקיר עשוי להשפיע על הביצועים הפרשות דרך קיר פלזמה אינטראקציות בשל קרבתו למערכת הנעה, במיוחד עבור micropropulsion שבו טיפוסי דחף ערכים הם לפי סדר millinewtons. לכן, תשומת לב מיוחדת והדגשה להתבצע בחשבון ואת נטייתה תרומות כאלה גורמים36. גודל גדול של PSAC ממזער אינטראקציות פלזמה-קיר, והוציאם זניח, מתן ייצוג מדויק יותר של הפרשות פרמטרים ועל הפעלת פיקוח על הפלומה פרופילים במודולים הנעה חשמלית. PSAC משמשת בדרך כלל בתהליכי מודול מלא הערכה ומערכות אינטגרציה/אופטימיזציה אשר מאפשר לתרגום מהיר של אבי טיפוס מנוע למערכות מבצעית מוכן עבור בדיקות לקראת מוקדמות שטח הקרקע.
מדמה סביבת חלל פלזמה קשקשים (PSEC)
PSEC בעל מידות 65 ס"מ על 40 ס"מ x 100 ס מ, כולל חבילה שאיבת ואקום אשר כוללת שש משאבות קיבולת גבוהה עבודה משותפת (משאבת ואקום יבש, משאבות ואקום turbomolecular, הקפאה). הוא מסוגל להגיע הבסיס בלחץ נמוך מ 10-5 הרשות הפלסטינית, כאשר כל שאיבה מערכת פועלת (כל משאבות נמצאים בשימוש). זורם בלחץ ויצא מנוטרים ב בזמן אמת באמצעות זרימת מסה משולב readout תיבות, מאבחנים לחץ. PSEC הוא מועסק בעיקר בבדיקות סיבולת של מדחפים. מדחפים מפוטר לתקופות ממושכות של זמן כדי להעריך את ההשפעות של פלזמה נזק על ערוצי פריקה ועל חייה. בנוסף, כפי שמוצג באיור2, זרימת הגז מורכב בקר רשת במתקן הזה מאפשר חיבור מהיר של אחרים הודף זינה קטודית, אנודות כדי לבדוק את התאימות של המדחפים עם הרומן הודף ואפקטים של האחרון על ביצועי מנוע. . זה עניין מוגבר קבוצות מחקר עובד בדחפנים חשמלי "אוויר לנשימה" ניצול הודף הרומן במהלך מבצע...
מתקני לאבחון משולב (אבחון רב מודאלית)
מתקני אבחון משולב שונות, מצוידים עם מערכות רובוטיות משולב אוטומטיות (שיעסוק-µS)19,23, פותחו עבור שתי המערכות, PSEC, PSAC המיועדים דיאגנוסטיקה-סולמות שונים ומטרות.
אבחון משולב ב- PSEC
כלי האבחון ב PSEC במהותה טיבית ניטור בזמן אמת של הפרשות באמצעות פעולות מורחבות. מערכת ניהול האיכות מפקח גז שיורית במתקן לזן מזהם הנובעים מן התזה של חומר במהלך הפרשות. כמויות זעירות אלו מנוטרים באופן כמותי לאורך זמן כדי להעריך את שחיקת המחירים של הערוץ פריקה ואלקטרודות של מנוע כדי להעריך את החיים של מנוע. ספקטרומטר אופטי פליטות (OES) משלים בהליך זה על-ידי ניטור קווי הספקטרום המתאים מעברים אלקטרוניים של מזהם מינים עקב שחיקה, כגון נחושת של האלקטרוניקה. OES מאפשר גם פלזמה לא פולשנית אבחון וניטור פעיל של פרופיל הפלומה הבודקת הביצועים של מנוע איכותית. מהניסוי. לבסוף, בדיקה פאראדיי רובוטית, אשר יכול להיות נשלט מרחוק, או הגדר למצב עצמאי לחלוטין, משמש כדי להפיק מטאטא מהיר של הפרופיל הפלומה לייעל את collimation של קרן דרך פרמטרית משתנה תנאי השחרור (איור 3).
אבחון משולב ב- PSAC
המותרות של המרחב הפיזי, PSAC מאפשר התקנה של מערכות מרובות מנוע במקומות שונים בשל העיצוב המודולרי שלה, המאפשר להתקנה תקע ו- play-כמו אבחון שונים בו זמנית. איור 4 מציג חתך פנימי PSAC בתצורות שונות, עם פלטפורמת מדידה דחף quadfilar מושעה באופן מלא להיות מקבע הבולטים ביותר הקבוע שלה. מערכות צריח, נשלט באופן עצמאי או באופן אלחוטי באמצעות לאנדרואיד באמצעות בקרים ומודולים Bluetooth, ואז שניתן להרכיבו באופן מודולרי בפני את מנוע כדי להשיג את המאפיינים של הפלומה דרך ההתקנה של הגששים שונים כמו פאראדיי, לאנגמיור מנתח פוטנציאליים האץ (RPA). גם המוצג באיור 4 היא היכולת של PSAC כדי לאפשר הרכבה להגדרה של מערכות מנוע איבחונים סימולטני של פרמטרים שונים פלזמה. המדחפים יכול להיות מותקן אנכית בעמודה בודדת ונבדק במהירות, אחת אחרי השנייה כדי למנוע אינטראקציות בין מערכות מנוע שונה. זה אומת, כי הערכה יעילה של עד 3 מודולים שונים במופע יחיד הוא אפשרי, לכן באופן משמעותי להקטין את זמן ההשבתה במהלך פינוי והמחסור תהליכים נדרש אחרת בעת בדיקת מערכות בנפרד. מצד שני, מערכת זו היא הזדמנות משמעותית עבור בדיקות ההרכבות מנוע צריך לפעול חבורה, אותו בלווין. המדחפים יכול להיות מותקן אנכית בעמודה בודדת ונבדק במהירות, אחת אחרי השנייה כדי למנוע אינטראקציות בין מערכות מנוע שונה. זה נבדקו יעיל בהערכה של עד 3 מודולים שונים במופע יחיד, צמצום זמן ההשבתה במהלך פינוי והמחסור תהליכים נדרש אחרת בעת בדיקת מערכות בנפרד באופן משמעותי.
זה חיוני כדי לקבוע הדחף במערכות micropropulsion באופן מדויק כל כך את פרמטרים כגון יעילות, ηeff מתקף סגולי את אניsp, מדויקים, ובכך, נותנת ייצוג אמין של התלות של ביצועי מנוע על פרמטרים של קלט שונים כגון זרימת הטען וכן כוח מסופקים המסופים השונים של המדחפים כפי שמוצג משוואות 1 ו- 2. באופן מפורש, הערכת ביצועים של מערכות micropropulsion בדרך כלל סובבת סביב המידה של דחף שנוצר מן המערכת-פרמטרי הפעלה שונות. לכן, מערכות הערכת ביצועים לכייל לפי קבוצת תקנים לפני להיות מותקן לתוך הסביבה שטח לשימוש אבחון ובדיקות על מנת להבטיח את אמינות, דיוק19.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg">
מערכות אופייניות להעסיק כוח כיול חיצונית לפני יחידות מידה דחף מותקנים לתוך סביבת הבדיקה38. עם זאת, מערכות כאלה חשבון עבור סביבות החלל המשפיעים על מאפייני הסטנדרטים כיול גשמי, ועבור חשמל, ואקום, תרמי משפיעה על ההשפלה של הסטנדרטים מכוילת במהלך דינמי הערכת ביצועים של המדחפים. יחידת הכיול האוטומטיות האלחוטי המוצגת באיור 5, מצד שני, מאפשרת לכיול באתרו של המערכת בסביבה מדומה לפני מנוע יהיה מבצעי. זה מהווה ההשפעות דינמי של סביבת הבדיקה על הבמה מדידה, ומאפשר מהירה כיול מחדש של המערכת לפני הירי של המדחפים. המערכת כוללת גם יחידה אימות סימטרי דחף null מודולריות אשר מאמת את הדחף באופן עצמאי. הוא מופעל בזמן מנוע פועל לניתוח באתרו של נגזרת דחיפות של נתון פריקה תנאים. התהליך כולו נעשה באמצעות MATLAB apps, המאפשר למשתמשים להתמקד ואופטימיזציה של חומרה ועיצוב של מערכות הנעה, מזרזת ביצוע בדיקות של מערכות כאלה. פרטים של שיטה זו פירט בסעיף שלהלן.

<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

ולמחקר חלליות ולווינים דורשים חכם, יעיל מאוד ועמיד נמוך-דחף מדחפים, מסוגל הפעולה המורחבת, אמין ללא נוכחות וכוונון. מנועי thermochemical אשר מנצלים את מאפייני התרמודינמית של גזים כאמצעי האצת יש את המגבלות הפיזיות על מהירות גז הפליטה שלהם, והתוצאה היא יעילות נמוכה. יתר על כן, מנגנונים אלה להפגין יעילות נמוכה ביותר-דחיפות קטנות, עשויים להיות מתאימים עבור מערכות הפעלה אשר מספקים בקרת גמישים בזמן אמת של החללית התמצאות, מהירות, מיקום באופן רציף. לעומת זאת, מערכות הנעה חשמליות אשר השתמש שדות אלקטרומגנטיים כדי להאיץ גזים מיונן (קרי, פלזמות) אין כל מגבלה פיזית מבחינת מהירות פליטה, המאפשר כמעט בכל המוניות נצילות מתקף סגולי. מנועי דחף נמוך אולם יש חיים שלמים של כמה אלפי שעות. שלהם טווחים מתח פריקה בין 100 ל 300 V, פועל ב כוח נומינלי של < 1 קילוואט. הם משתנים בין 20 ל- 100 מ מ בגודל. מדחפים הול גדול יכול לספק שברים של millinewton של דחף. במהלך העשורים האחרונים, חלה עניין גדל והולך מסה קטנה, צריכת חשמל נמוכה של מערכות הנעה יעילות גבוהה כדי נסיעה לוויינים של 50-200 ק ג. בעבודה זו, אנו נדגים כיצד לבנות מבחן, למטב קטן (30 מ"מ) אולם מנוע המסוגל משגע לוויין קטנות במשקל של-50 ק ג. אנו מראים את מנוע הפועלים מדמה סביבת חלל גדול, ואף לתאר כיצד נמדד דחף, פרמטרים חשמליים, כולל מאפיינים פלזמה, נאספים וכוח עיבוד להערכת פרמטרים מפתח מנוע. גם אנו נדגים כיצד מנוע ממוטבת כדי להפוך אותו לאחד המדחפים קטן היעילה ביותר שנבנה אי פעם. נתייחס גם האתגרים וההזדמנויות שהוצגו על-ידי מנוע חומרים חדשים.

הליך הכיול דחף, דחף הערכת ביצועים
הערכה של דחף ערכים משלב המדידה quadfilar דחף מגיע בשני שלבים. השלב הראשון הוא דרך קבלת כיול גורמים מיחידת הכיול האוטומטיות אלחוטית המוצג מימין איור 5. בתהליך זה כיול, משקולות בסדר הם ה?...

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבדוק ולמטב את מערכות הנעה חלל בהתבסס על המדחפים אולם מסוג ולמחקר.

אופטימיזציה, בדיקה ואבחון של הול ולמחקר מדחפים

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

המטרה הכוללת של מצגת זו, היא להציג את המתודולוגיה המעורבת בבדיקת מנועי הנעה חשמליים מיוחדים במתקן סימולציה של סביבת חלל קרקעית. השיטות המעורבות כוללות מערכות אוטומטיות המשלבות אינטגרציה של חומרה-תוכנה למימוש מערכות חכמות לאבחון אוטומטי או מרוחק והערכת ביצועים של מודולי הנעה ומטענים אחרים בחלל. מרכז הנעת החלל, סינגפור, הוא מרכז מחקר במכון הלאומי לחינוך, האוניברסיטה הטכנולוגית של נאניאנג, סינגפור.סביבות הבדיקה שפותחו כאן כוללות שני מתקני הדמיית סביבת חלל למטרות שונות. סימולטור סביבת החלל קנה המידה מועסק באופן ראשוני בבדיקות לכל החיים של מדחפים. מדחפים מפוטרים לפרקי זמן ממושכים במתקן זה כדי להעריך את ההשפעות של נזקי פלזמה בערוצי מצוקה.ולאחר מכן להסיק את אורך החיים של המדחפים. שלב ההשעיה quadfilar מאפשר הדמיה נכונה של האופן שבו מודולי ההנעה המותקנים על מטענים שונים עשויים להשפיע בתמרון situ בחלל. זה מדומה באמצעות הרכבה והשעיה של המטען כולו על המערכת מושעה.לאחר מכן ניתן לירות את המדחפים ואת הפלטפורמה מושעה שבו המודולים מותקנים על הם המופעלים בהתאם לתנאים בחלל. המטוטלת הארבע-פילית גם מזרזת את תהליך האילוץ, הכיול וההתקנה של מדחפים ומודולים לבדיקה בסביבת החלל. עם התקנה זו נדרש רק מפעיל אחד במתקן הבדיקה כדי לנצל אפנון תדר על חוטי פיתול, כדי ליישר ולכייל את המערכת כולה.בסימולטור סביבת החלל בקנה מידה גדול מלבד שלב דחף מושעה quadfilar המאפשר נגזרת in situ של דחף, בדיקות רובוטיות מודולריות מפעילה מרחבית יכול גם להיות מותאם אישית להרכבה באמצעות יחידות מצורף להגדרה. ראוי גם לציין כי מתקן סביבת החלל הגדול כולל נקודות הרכבה רבות ומסננים אלקטרוניים אחיזת ואקום כדי לאפשר התקנה של מדחפים מרובים וציוד אבחון להערכת ביצועים בו זמנית. פעולה זו מפחיתה את זמן ההשבתה שנגרם כאשר התא מפונה ושואב במהלך התקנת גישה ותהליכי תצורה מחדש אם הבדיקות היו נעשות בנפרד.כעת נעבור על נהלי ההתקנה והכיול של המטוטלת הארבע-פילית לפני שנבחן יחידות הנעה. ראשית, ודא שכל הרכיבים מותקנים בתא כנדרש לבדיקות הבאות. בדוק את הקישוריות של כלי האבחון באופן חיצוני לפני איטום התא.השתמש בבקרת המתקן המשולבת כדי לאטום את התא. הפעל את משאבות ואקום בסדר מדורג החל המשאבות היבשות, משאבות טורבו מולקולרי ולאחר מכן משאבות קריוגניים. השתמש באפליקציות המפותחות כדי לסנכרן את המכשירים שלך עם המשדרים האלחוטיים בתא.תהליך הסינכרון הושלם, כאשר ה-LED המהבהב במשדרים מפסיק להבהב. לאחר הוואקום הרצוי הושג וקריאה ראשונית נלקחת את חיישן התזוזה בלייזר כבסיס. השתמש באפליקציה שפותחה כדי להפעיל הנחתת משקל מכויל לתרגום כוח בשלב הארבע-פירי.רשום את התזוזה מחיישן התזוזה בלייזר. חזור על תהליך הורדת המשקולות וההקלטה של שלב הארבע-פילינג של ההנעה עד להרחבת כל משקולות הכיול. צייר עקומת כיול כדי לקבל את גורם הכיול עבור המערכת המותקנת בשלב הארבע-פירי.לאחר מכן ניתן לפטר את המדחפים ואת הפרמטרים הרצויים ניתן ללכוד בזמן אמת על ידי תוכנית רכישת נתונים שנכתבה על ידי חוקרי הבית. לחלופין, ניתן להשתמש באפליקציה משולבת כדי להפוך את תהליך הכיול לאוטומטי לחלוטין תוך סנכרון רצף ההפעלה מהמנועים ורכישת הנתונים מהחיישנים בהתאם. כעת נעבור על ההליכים לאימות עצמאי של פרמטרי הדחף שהושגו למדידת Null וכיצד ניתן לעורר פרוקסי המופעל באופן מרחבי כדי להשיג פרופילי פלומה לאחר שבוצעו מדידות דחף.ראשית, יש ליטול קריאה בסיסית של המטוטלת הארבע-פיאליארית בתמונת שיווי המשקל. החלף מצב פרמטרים תפעוליים לערכים הרצויים בלוח הבקרה של המדחפים ולחץ על המדחפים. ברגע שהקרן תירה, חכו שהתנודות במטוטלת הארבע-פיליאר יתייצבו.לאחר הייצוב, השתמש באפליקציית הבקרה עבור מערכת המדידה Null כדי לגרום להורדת משקולות. המשקולות יורדות ללא הרף עד שלב quadfilar הוא מפעיל בחזרה לתוך שיווי משקל. לאחר הגעת מיקום שיווי המשקל, רצף ההפעלה מופסק והכוח הנדרש כדי להחזיר את מערכת quadfilar לשיווי משקל נקבע.לאחר מכן מופעל בלוק פקק כדי למנוע את הזזת השלב הארבע-פינארי. לאחר מכן מבוצע רצף גורף על הר הגשושית של המדידה המרחבית. רצף מסונכרן הוא לולאה כדי להשיג נתונים מן החללית בכל מיקום מרחבי ומאוחסן במערך כדי לנתח בהתאם.ניתן להתאים אישית בדיקות אחרות להיות מותקן על הקובץ המצורף מודולרי להשתמש במידע מרחבי על פרופילי הפלומה. בסעיף זה נעבור על תוצאות טיפוסיות המתקבלות רצף כיול, כמו גם פרופילי פלומת טיפוסיים שהושגו באמצעות סריקת בדיקה פאראדיי. כיול הדחף הארבע-פירי לשלב המדידה נעשה באמצעות ההעסקה של מנוע הבדיקה המונע עבור מערכת התרגום.על מנת להפיק את גורמי הכיול הנדרשים להפקת דחף במהלך משימות ניסיוניות. רצף זה מופעל על ידי מפעיל של תוכנית אוטומטית כדי להוריד משקולות כיול עדין לפעול אנכית ומתורגם אופקית כדי לדמות הפעלה כאשר המדחפים מופעלים. קריאות מחיישן תזוזת לייזר ברזולוציה גבוהה נלקחות בכל מרווח זמן ועקומת כיול נמשכת לאחר מכן כדי להשיג את גורם הכיול למדידות הבאות במערכת.בנתון זה, אנו רואים עקומת כיול טיפוסית המצויר במהלך תהליך כיול אוטומטי יחיד. כפי שניתן לראות, היישור וההתכונה הנכונים של שלב quadfilar תוצאות חלקת כיול ליניארי מאוד מניב גורם כיול של 27.65 מילי ניוטון לכל וולט. בהגדרה סטנדרטית למדידות דחף על פני מגוון רחב של כוחות.ניתן גם לשנות את ההתקנה כך שתתאים למשקולות כיול עבור משטרים מורחבים כפי שמוצג בעלימת כיול זו. החוטים פיתול מותאמים לרגישות והן משקולות כיול עדין כמובן כלולים להניב חלקת כיול כי הוא ליניארי בשני המשטרים. דגימה של מדידות in situ עבור דחף נגזר מוצגת איור זה.איור זה מראה כיצד מפעיל מסוגל לפקח על התלות של דחף על מתח פריקה. במהלך הניסוי, עד שהשחרור יכבה. באמצעות שלב מדידות דחף quadfilar, הצלחנו למדוד את הדחף המיוצר על ידי המדחפים כולו על כוח קלט שונים שניתנו על ידי זרם פריקה ומתח מיושם.באמצעות מידע זה, ניתן להשיג את הווריאציה של יעילות ודחף ספציפי ביחס לכוח הקלט. נתונים אלה מראים כיצד הדחף והדחף הספציפי משתנים עם כוח הקלט בארבעה שיעורי זרימה המוניים שונים. ונתון זה מראה כיצד היעילות תלויה בכוח הקלט.התוצאות מראות כי המדחפים כבר אופטימיזציה לעבוד על כוח קלט הוא מתחת 100 וואט, שם שיעורי זרימה נמוכים גרמו יעילות של כמעט 30% לאחר המדחפים מופעלת רצפי מדידה Null מופעלת כדי לאמת באופן עצמאי את האמון שהושג מהמערכת. כאשר הדחף נורה, הבמה נעקרות בהתאם לגודל ההנעה הנגזרת מהמערכת. יחידת המידה Null היא מערכת סימטרית המותקנת מול יחידת הכיול, אשר משתמשת במערכת תרגום כוח דומה כדי לתמרץ את הבמה בחזרה לשיווי משקל.חיישן תזוזה בלייזר מנטר באופן פעיל את התזוזה לאורך כל המדידה ומפעיל את מערכת ההפעלה כדי להפעיל רצף המסתיים רק כאשר משיגים שיווי משקל בסיסי. אופרטור הוא גם מסוגל לדמיין את פרופילי פלומה במקום כפי שמוצג דמות זו. נתון זה מראה כיצד כוח הפריקה משפיע על עוצמת צפיפות זרם הברזל הגבוהה והרוחב המלא בחצי מקסימום בהתאם.תהליכים פיזיקליים המהותיים לפלזמה ידועים בהנהגה ושליטה בארגון עצמי ובהרכבה עצמית במהלך סינתזת החומר. ב- QUT בשיתוף עם מקורות פלזמה ומרכז יישומים, אנו חוקרים כיצד אבני בניין אלה נוצרות, מעוצבות ומועברות למשטחים בתנאי הפלזמה השונים. אנו מקווים כי על ידי הבנת האופן שבו אלה טופס פלזמה ננו מבנים מתנהגים נוכל לתכנן תהליכים המבטיחים את המסירה בזמן ויעיל התאגדות רק כדי להוסיף את האתר שבו התיקון הוא באמת נחוץ.מספק לנו מערכות הנעת פלזמה כי הם משרתים זמן רב יותר ויעיל יותר. במצגת זו הצגנו סקירה של השיקולים שנעשו בעת תכנון מתקן לבדיקת מערכות הנעה ומודולים הניתנים לפריסה בסביבת חלל מדומה. בנוסף, הראינו את הרבגוניות ואת החוזקות של שימוש במערכות מבוססות מיקרו בקר עבור רכישת נתונים וניתוח, אשר ניתן להתאים במהירות לבצע מצבי הערכה אחרים בהתאם לדרישות המשימה המבצעית בהתאם.

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

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

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

ייצור סינטטי גרעינית ממיסים זכוכית

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

שימוש Synchrotron קרינה Microtomography לחקור חבילות מיקרו-אלקטרוניים תלת ממדי רב היקף

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

פרוטוקול של מבחן אלקטרוכימי אפיון Aprotic Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; סוללה

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 קילוואט שיעור חלה-שדה Magnetoplasmadynamic מנוע

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

התפתחות תא בדיקת רעילות שאיפת האף בלבד המספק חשיפה ארבע, ריכוזי חלקיקים בגודל ננו

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

אפיון מערכים אופטיים משולבים של מערכי מופע בתחנת הבדיקה בסולם וופל

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

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

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

בדיקת בישול איטית בקנה מידה של דלקים רקטיים: ניתוח קצב הבעירה של בדיקת דלק מחוממת לאט (CRASH-P)

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