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 arbeidet ble støttet i en del av OSTIn-SRP/EDB, National Research Foundation (Singapore), akademiske forskning fondet AcRF Tier 1 RP 6/16 (Singapore), og George Washington Institute for nanoteknologi (USA). I. L. anerkjenner støtte fra School of Chemistry, fysikk og mekanisk, vitenskap og Engineering fakultetet, Queensland University of Technology.

Her presenterer vi protokoller for stakk kalibreringen prosedyren og ytelse evaluering, uavhengige stakk verifisering via null måling og skyen profilometry gjennom i situ geodata sensing.
1. kastet kalibreringen prosedyren og stakk ytelse evaluering
<ol><li>Kontroller at alle komponenter er installert i kammeret, som vist i figur 5.</li>
	<li>Teste tilkobling av diagnoseverktøyene eksternt før forsegle kammeret.</li>
	<li>Bruk kontrollen integrert anl...

Typical Hall-type thrustere44 er relativt enkel, billig og svært effektiv enheter som kan akselerere en ion flux til hastigheter på flere titalls km/s, gir stakk trenger for akselererende satellitter og romskip og manøvrering, orientering, posisjon og holdning kontroll, og de bane på slutten av brukstiden operasjon. Anvendelse av Hall thrustere satellitter og andre orbital nyttelast forbedre oppdraget levetid, tillate orbital overføring og dannelse/constellation fly av flere satellitter, og m...

Fornyet interesse til romfart har delvis vært katalysert av svært effektive elektriske fremdriftssystemer at levere forbedret oppdrag evner ved stadig redusert lansering koster1,2,3. Mange forskjellige typer plass elektrisk framdrift enheter nylig foreslått og testet4,5,6,7,8 støttes av dagens interessen for plass leting9,10. Blant dem er gridded ion11,12 og Hall-type thrustere13,14 av primær interesse evne til å nå svært høy effektivitet på ca 80%, overstiger det av noen kjemiske thruster, inkludert den mest effektive oksygen-hydrogen systemer, effektiviteten som er begrenset til ca 5000 m/s av rektor fysiske lover15,16,17,18.
Omfattende og pålitelige testing av miniatyriserte plass thrustere vanligvis krever et stort kompleks test fasiliteter inkluderer test kamre, vakuum fasiliteter (pumper), kontroll og diagnostikk instrumenter, et system for måling av plasma parametere 19og et bredt spekter av tilleggsutstyr som opprettholde driften av thruster, som en elektrisk strømforsyningen systemet, drivstoff tilførsel enhet, kastet måling stå og mange andre20,21. Videre, en typisk plass fremdrift thruster består av flere enheter som separat påvirke effektiviteten og levetid hele kastet systemet, og derfor kunne bli testet både separat og som en del av thruster montering22, 23. Dette betydelig kompliserer testprosedyrer og innebærer lang test perioder24,25. Pålitelighet av en thruster katoden enhet og drift av thrustere når forskjellige drivstoff brukes også krever spesielle hensyn26,27.
Å kvantifisere resultatene av en elektrisk fremdriftssystem, og for å kvalifisere moduler for operativ deployering i romferder, bakken testing anlegg som aktiverer simulering realistisk plass er miljøer nødvendig for testing av multi-skalert fremdrift enheter28,29,30. Et eksempel på et slikt system er en stor skalert område miljø simulering kammer på plass fremdrift sentrum-Singapore (SPC-S, figur 1a, b)31. Når du utvikler så simulering miljø, må følgende primære og sekundære hensyn tas i betraktning. Primære bekymringer er at derfor opprettet rommiljøet må nøyaktig og pålitelig simulere en realistisk rommiljøet, og de innebygde diagnostic systemene må gi presis og nøyaktig diagnose under ytelse evaluering av et system. Sekundær bekymringer er at miljøer simulert plass må tilpasses å muliggjøre rask installasjon og testing av ulike fremdrift og diagnostiske moduler og miljø må kunne imøtekomme høy gjennomstrømning testing for å optimalisere utslipp og operasjonelle betingelser for flere enheter samtidig.
Plass miljø simulatorer og pumping fasiliteter
Her viser vi to simulering fasiliteter på SPC-S som er implementert for testing av miniatyriserte elektriske fremdriftssystemer, så vel som integrert moduler. Disse to fasilitetene er av ulike skalaer, og har hovedsakelig forskjellige roller i prosessen ytelsen evaluering, som beskrevet nedenfor.
Stor plasma plass actuation kammer (PSAC)
PSAC har dimensjoner 4.75 m (lengde) x 2,3 m (Diameter) og har et vakuum pumpe suite som består av mange høykapasitets pumper arbeider inne tandem. Er det mulig å oppnå en base trykk lavere enn 10-6 Pa. Den har en integrert vakuum avlesning og pumpe aktivisering/purge styresystem for evakuering og fyllingen av kammeret. Den er utstyrt med mange passelig flenser, elektrisk feedthroughs og visuelle diagnostiske portholes å gi linje testanlegg. Dette, kan sammen med en komplett pakke diagnostikk evner montert internt, det endres raskt for multimodal diagnostikk. Omfanget av PSAC kan også teste helt integrert moduler for programmer i et simulert miljø.
PSAC er SPC-S flaggskip plass miljø simulering anlegget (figur 1 c, d). Ren størrelse gjør for testing av komplett moduler til noen U montert på en quadfilar scene. Fordelen med denne metoden ville være i sanntids visualisering av hvordan Fremdrifts modulene som monteres på ulike nyttelast kan påvirke i situ manøvrering av payloads i rommet. Dette er simulert gjennom montering og suspensjon av hele nyttelast på en proprietær quadfilar skyvekraft måling plattform. Thrusteren kan deretter få sparken, og suspendert plattformen med thruster og nyttelast som skal testes i henhold til plass forhold. Drivstoff gass feedstocks som angir testmiljøet via elektriske Fremdrifts modulene er pumpet ut effektivt av vakuum suite å sikre at kammeret samlede presset ikke endres, dermed opprettholde en realistisk rommiljøet32 ,33,34. Videre elektriske fremdriftssystemer vanligvis innebære produksjon av plasmas og utnytte manipulering av baner av ladede partikler avslutter systemet for å generere stakk35. I mindre simulering miljøer, opphoping av kostnader eller plasma hylser på veggen kan påvirke utslipp ytelsen gjennom plasmaveggen interaksjoner p.g.a. sin nærhet til fremdriftssystemer, spesielt for micropropulsion der typisk skyvekraft verdier er i millinewtons. Spesiell oppmerksomhet og vekt må derfor gjøres rede for og marginalisere bidrag fra slike faktorer36. Den PSAC stor størrelse minimerer plasmaveggen interaksjoner, gjør dem ubetydelig, gir en mer nøyaktig gjengivelse av utslipp parametere og aktivere overvåking plume profiler i elektrisk framdrift moduler. PSAC brukes vanligvis i sin helhet modul evaluering og systemer integrering/optimalisering prosesser som tillater rask oversettelse av thruster prototyper inn operativt klar bakken testing i forberedelse til plass kvalifisering.
Skalert plasma plass miljø simulator (PSEC)
PSEC har dimensjoner på 65 cm x 40 cm x 100 cm og har en vakuum pumpe suite som består av seks høykapasitets pumper arbeider inne tandem (tørr vakuum pumpe, turbomolecular og cryo vakuumpumper). Er det mulig å oppnå en base trykk lavere enn 10-5 Pa når hele pumping systemet opererer (alle pumper er i bruk). Press og drivstoff overvåkes i sanntid gjennom integrert masse flow avlesning bokser og Trykkmålere. PSEC er hovedsakelig ansatt i utholdenhet testing av thrustere. Thrustere er sparket for lengre tid å vurdere effekten av plasma skade på utslipp kanaler og levetiden. I tillegg som vist i figur 2, et kompleks gass flyt kontrolleren nettverk i dette anlegget gjør rask tilkobling av andre råstoff drivstoff til katoden og anoder teste kompatibiliteten til thrustere med romanen drivstoff og virkningene av det sistnevnte på thruster ytelse. Dette er av forskningsgrupper som arbeider på "luft å puste" elektrisk thrustere utnytte romanen drivstoff under drift.
Integrert diagnostiske fasiliteter (multimodal diagnostics)
Forskjellige integrert diagnostiske fasiliteter, utstyrt med automatiske integrert robotic systemer (AIRS-µS)19,23, har blitt utviklet for de to systemene i PSEC og PSAC for å tilfredsstille diagnostikk på forskjellige skalaer og formål.
Integrerte diagnostikk i PSEC
Diagnoseverktøyene i PSEC i hovedsak hengslene på sanntids overvåking utslipp gjennom operasjonene. Kvalitetsstyringssystem overvåker gjenværende gass i anlegg for miljøgifter arter som oppstår fra sputtering materiale under en utslipp. Disse spormengder overvåkes kvantitativt over tid for å evalueres erosjon priser av utslipp kanalen og elektrodene på thruster å anslå den thruster levetid. Optisk utslipp spectrometer (OES) utfyller denne prosedyren ved å overvåke spectral linjene tilsvarer elektronisk overganger av miljøgifter erosjon, som kobber fra elektronikk. OES kan også ikke-invasiv plasma diagnostikk og aktiv oppfølging av skyen profil som kvalitativt evaluerer ytelsen til thrusteren. Til slutt, en robotic Faraday sonde som kan fjernstyres, eller satt til helt autonom modus, brukes til å utlede rask sveip av skyen profilen å optimalisere kollimasjon for strålen gjennom parametrisk varierende utslipp forhold (Figur 3).
Integrerte diagnostikk i PSAC
Luksusen av fysisk plass i PSAC muliggjør installasjon av flere thruster systemer på ulike steder på grunn av modulær design, slik at plugg-og-lek som installasjon for ulike diagnostikk samtidig. Figur 4 viser interne tverrsnitt av PSAC i forskjellige konfigurasjoner, med fullt suspendert quadfilar stakk måling plattformen er den mest kjente og fast innslag. Turret systemer, kontrollert selvstendig eller trådløst via Android apps med microcontrollers og Bluetooth moduler, kan deretter montert på en modulær måte mot thruster å hente karakteristikker av skyen gjennom installasjon av ulike sonder som Faraday, Langmuir og hemme potensielle Analyzer (RPA). Også vist i Figur 4 er muligheten av PSAC til for konfigurerbare montering av thruster for rask samtidige diagnostikk av ulike plasma parametere. Rakettmotorene kan monteres vertikalt i en enkelt kolonne og testet, en etter en å unngå interaksjoner mellom ulike thruster systemer. Det er bekreftet at effektiv evaluering av 3 forskjellige moduler på én forekomst er mulig, dermed betydelig redusere nedetid under evakuering og tømme prosessene som kreves for ellers når kontrollsystemer individuelt. På den annen side, er dette systemet en verdifull mulighet til å teste thruster samlinger som skal operere i en haug, på samme satellitt. Rakettmotorene kan monteres vertikalt i en enkelt kolonne og testet, en etter en å unngå interaksjoner mellom ulike thruster systemer. Det har blitt testet for å være effektive i evalueringen av 3 forskjellige moduler på en enkelt forekomst, betydelig redusere nedetid under evakuering og tømme prosessene som kreves for ellers når kontrollsystemer individuelt.
Det er viktig å bestemme stakk i micropropulsion systemer nøyaktig så at parametere som effektivitet, ηeff og spesifikke impulsen jegsp, er nøyaktig, dermed, gir en pålitelig representasjon av avhengigheten av thruster ytelse på ulike inndataparametere som drivstoff flyt og strømmen til ulike terminalene på rakettmotorer som vist i formler 1 og 2. Eksplisitt, dreier ytelse evaluering av micropropulsion systemer vanligvis måling av thrust generert fra systemet på ulike rammebetingelser. Derfor må ytelsen evaluering systemer kalibreres ut fra et sett av standarder før blir installert i rom-miljøet for bruk i diagnostikk og testing for å sikre deres pålitelighet og nøyaktighet19.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg">
Typisk systemer benytter force kalibrering eksternt før stakk målenheter er installert i test miljø38. Men slike systemer gjør ikke rede for plass miljøene påvirker materialegenskaper av kalibrering og elektrisk, vakuum og termisk påvirkninger på nedbrytning av kalibrert i dynamiske løpet av ytelse evaluering av Rakettmotorene. Automatisk trådløs kalibrering enheten vises i figur 5, derimot, gir i situ kalibrering av systemet i simulert miljø før thrusteren er operative. Dette står for de dynamiske effektene fra testmiljøet på måling scenen, og gir rask re kalibrering av systemet før avfyring av thrustere. Systemet har også en symmetrisk modulære null stakk kontroll enhet som bekrefter stakk uavhengig. Det drives av thruster er operative i situ analyse av de avledede kaster fra gitt utslipp forhold. Hele prosessen er gjort via MATLAB apps, tillater brukernes å fokusere på optimalisering av maskinvare og utformingen av fremdriftssystemer, og påskynder testing av slike systemer. Detaljer om denne metoden ville være utarbeidet i avsnittet nedenfor.

<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

Miniatyriserte romskip og satellitter krever smart, svært effektiv og robust lav-thrust thrustere, i stand til utvidet og pålitelig drift uten frammøte og justering. Thermochemical thrustere som utnytter termodynamisk egenskaper av gasser som akselerasjon har fysiske begrensninger på deres eksos gass hastighet, noe som resulterer i lav effektivitet. Videre disse motorene viser svært lav effektivitet på små kaster og kan være uegnet for kontinuerlig operativsystemer sanntid adaptive kontroll av romskipet retning, hastighet og posisjon. I kontrast, har elektriske fremdriftssystemer som bruker elektromagnetiske felt for å akselerere ionisert gasser (dvs. plasmas) ikke noen fysiske begrensning i eksos hastighet, slik at nesten alle masse effektivitet og spesifikke impuls. Lav-thrust Hall thrustere har en levetid på flere tusen timer. Sine utslipp spenning varierer mellom 100 og 300 V, opererer på en nominell strøm av < 1 kW. De varierer fra 20 til 100 mm i størrelse. Store salen thrustere kan gi deler av millinewton av skyvekraft. De siste tiårene, har det vært en økende interesse i liten masse, lavt strømforbruk og høy effektivitet fremdriftssystemer kjøre satellitter 50-200 kg. I dette arbeidet, vil vi vise hvordan bygge, teste og optimalisere en liten (30 mm) Hall thruster i stand til å drive en liten satellitt veiing 50 kg. Vi vil vise thruster opererer i en stor plass miljø simulator og beskrive hvordan stakk måles og elektrisk parametere, inkludert plasma egenskaper, samles inn og behandles for å vurdere viktige thruster parametere. Vi vil også vise hvor thrusteren er optimalisert for å gjøre det en av de mest effektive små thrustere noensinne er bygget. Vi vil også ta utfordringer og muligheter ved nye thruster materialer.

Stakk kalibreringsprosedyren og stakk performance evaluation
Evaluering av thrust verdier fra quadfilar kastet måling scenen kommer i to faser. Den første fasen er gjennom å kalibrering faktorer fra automatisk trådløs kalibrering enheten vises til høyre for figur 5. I denne kalibreringsprosessen, er fine vekter senket over en jevn polytetrafluoroethylene bar som oversetter lod...

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

Her presenterer vi en protokoll for å teste og optimere plass fremdriftssystemer basert på miniatyriserte Hall-type thrustere.

Optimalisering, Test og diagnostisering av miniatyriserte Hall thrustere

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

Det overordnede målet med denne presentasjonen, er å presentere metodikken som er involvert i testing av spesialiserte elektriske fremdrifts thrustere i et bakkebasert rommiljøsimuleringsanlegg. Metodene som er involvert har automatiserte systemer som inkorporerer maskinvareprogramvareintegrasjon for å realisere smarte systemer for automatisert eller ekstern diagnostikk og ytelsesevaluering av fremdriftsmoduler og andre nyttelaster i rommet. Space propulsion center, Singapore, er et forskningssenter ved National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapore.Testmiljøene som er utviklet her inkluderer to plassmiljøsimuleringsanlegg til ulike formål. Den skalerte rommiljøsimulatoren er primally ansatt i livstidstesting av thrustere. Thrustere avfyres i lengre perioder i dette anlegget for å evaluere effekten av plasmaskader på nødkanaler.og deretter å utlede levetiden til thrusterne. Quadfilar suspendert stadium gir riktig visualisering av hvordan fremdriftsmodulene som montert på forskjellige nyttelaster kan påvirke in situ manøver i rommet. Dette simuleres gjennom montering og suspensjon av hele nyttelasten på det suspenderte systemet.Thrusterne kan deretter avfyres og den suspenderte plattformen der modulene er montert på, aktiveres i henhold til forholdene i rommet. Quadfilar pendelen fremskynder også prosessen med utjevning, kalibrering og installasjon av thrustere og moduler for testing i rommiljøet. Med dette oppsettet er det bare nødvendig med én operatør i testanlegget for å bruke frekvensmodulering på torsjonsledningene, for å utjevne og kalibrere hele systemet.I den store rommiljøsimulatoren bortsett fra quadfilar suspendert skyvekraft stadium som gjør det mulig å in situ avledning av skyvekraft, modulære romlig aktivert robot sonder kan også tilpasses for montering gjennom konfigurerbare festeenheter. Det er også verdt å merke seg at det store rommiljøanlegget har mange monteringspunkter og vakuumgrep elektroniske filtre for å tillate installasjon av flere thrustere og diagnostisk utstyr for samtidig ytelsesevaluering. Dette reduserer nedetiden som påløper når kammeret evakueres og pumpes under tilgangsinstallasjon og omkonfigureringsprosesser hvis testing skulle gjøres individuelt.Vi vil nå gå gjennom prosedyrene for installasjon og kalibrering av quadfilar pendel før testing av fremdriftsenheter. Først må du kontrollere at alle komponenter er installert i kammeret etter behov for etterfølgende testing. Test tilkoblingen til diagnoseverktøyene eksternt før du forsegler kammeret.Bruk den integrerte anleggskontrollen til å forsegle kammeret. Slå på vakuumpumpene i gjennomgripende rekkefølge fra de tørre pumpene, turbomolekylære pumper og deretter de kryogene pumpene. Bruk de utviklede appene til å synkronisere enhetene dine med de trådløse transpondere i kammeret.Synkroniseringsprosessen er fullført når den blinkende LED-lampen på transpondere slutter å blinke. Når ønsket vakuum er oppnådd og første avlesning er tatt av laserforskyvningssensoren som en grunnlinje. Bruk den utviklede appen til å utløse senking av en kalibrert vekt for kraftoversettelse på quadfilar-scenen.Registrer forskyvningen fra laserforskyvningssensoren. Gjenta prosessen med å senke vektene og registreringen av forskyvnings quadfilar-scenen til alle kalibreringsvektene er brukt. Tegn en kalibreringskurve for å oppnå kalibreringsfaktoren for systemet som er installert på quadfilar-fasen.Thrusterne kan da bli avfyrt og de ønskede parametrene kan fanges i sanntid av datainnsamlingsprogram skrevet av i huset forskere. Alternativt kan en integrert app brukes til å automatisere kalibreringsprosessen fullt ut mens du synkroniserer aktiveringssekvensen fra motorene og datainnsamlingen fra sensorene tilsvarende. Vi vil nå gå gjennom prosedyrene for uavhengig verifisering av de oppnådde skyvekraftparametrene til en nullmåling og hvordan en romlig aktivert proxy kan utløses for å oppnå plumeprofiler etter at thrustmålinger er gjort.Først må du ta en baseline avlesning av quadfilar pendelen i likevektsposisjonen. Veksle driftsparametere til ønskede verdier fra thrusterkontrollpanelet og brann thrusteren. Når tilliten er sparket, vent på at svingningene på quadfilar pendelen stabiliserer seg.Etter stabilisering bruker du kontrollappen for nullmålingssystemet til å utløse senking av vekter. Vektene senkes kontinuerlig til quadfilar-fasen aktiveres tilbake i likevekt. Når likevektsposisjonen er nådd, avsluttes aktiveringssekvensen og kraften som kreves for å bringe quadfilar-systemet tilbake til likevekt, bestemmes.En stopperblokk utløses deretter for å hindre at quadfilar-scenen beveger seg. En feiende sekvens utføres deretter på den romlige målesondefestet. En synkronisert sekvens gjentas for å hente data fra sonden på hver avstandsplassering og lagres i en matrise som skal analyseres tilsvarende.Andre prober kan tilpasses for å monteres på det modulære tilbehøret for å bruke romlig informasjon på plumeprofilene. I denne delen vil vi gå gjennom typiske resultater hentet fra en kalibreringssekvens, samt typiske plume profiler oppnådd gjennom en faraday sonde feie. Kalibrering av quadfilar thrust til målestadiet gjøres gjennom ansettelse av den sondemotoren som drives for oversettelsessystemet.For å utlede kalibreringsfaktorene som kreves for avledning av skyvekraft under eksperimentell oppgave. En sekvens det utløst av en operatør av et automatisert program for å senke fin kalibrering vekter som fungerer vertikalt og oversettes horisontalt for å simulere aktivering når thrusteren er avfyrt. Målinger fra en høyoppløselig laserforskyvningssensor tas med hvert intervall, og en kalibreringskurve trekkes deretter for å oppnå kalibreringsfaktoren for påfølgende målinger på systemet.I dette tallet ser vi en typisk kalibreringskurve tegnet under en enkelt automatisert kalibreringsprosess. Som det kan ses, resulterer riktig justering og oppsett av quadfilar-scenen i et svært lineært kalibreringsplott som gir en kalibreringsfaktor på 27,65 milli newton per volt. I et standardisert oppsett for skyvemålinger over et bredt spekter av krefter.Oppsettet kan også endres for å passe inn kalibreringsvekter for utvidede regimer som vist i dette kalibreringsplottet. Torsjonsledningene justeres for følsomhet, og både fine og kurskalibreringsvekter er inkludert for å gi et kalibreringsplott som er lineært i begge regimene. En prøve av in situ målinger for avledet skyvekraft er vist i dette tallet.Denne figuren viser hvordan en operatør er i stand til å overvåke avhengigheten av skyvekraft på utløpsspenning. I løpet av eksperimentet, til utslippet er slukket. Ved hjelp av quadfilar thrust målinger scenen, var vi i stand til å måle skyvekraft produsert av hele thrusteren på ulike inngangseffekt gitt av utløpsstrømmen og påført spenning.Gjennom denne informasjonen kan variasjonen av effektivitet og spesifikk impuls med hensyn til inngangskraft oppnås. Disse tallene viser hvordan skyvekraften og den spesifikke impulsen varierer med inngangskraft ved fire forskjellige massestrømningshastigheter. Og denne figuren viser hvordan effektiviteten avhenger av inngangseffekten.Resultatene viser at thrusteren er optimalisert for å arbeide med inngangseffekt er under 100 watt, hvor lave strømningshastigheter har resultert i effektivitet på nesten 30%Etter at thrusteren er avfyrt, utløses en nullmålingssekvenser for å uavhengig verifisere tilliten som er oppnådd fra systemet. Når skyvekraften avfyres, fortrenger scenen i henhold til omfanget av fremdrift avledet ut av systemet. Nullmålingsenheten er et symmetrisk system montert på motsatt side av kalibreringsenheten, som benytter et lignende kraftoversettelsessystem for å aktivere scenen tilbake i likevekt.En laserforskyvningssensor overvåker aktivt forskyvningen gjennom hele målingen og utløser aktiveringssystemet for å aktivere en sekvens som avsluttes bare når baseline likevekt oppnås. En operatør er også i stand til å visualisere in situ plume profiler som vist i denne figuren. Denne figuren viser hvordan utløpseffekten påvirker størrelsen på den høyeste jernstrømtettheten og full bredde på halvparten av maksimalt tilsvarende.Fysiske prosesser som er iboende til plasma er kjent for å drive og kontrollere selvorganisere og selvmontering under materialsyntese. ved QUT i samarbeid med plasmakilder og applikasjonssenter studerer vi hvordan disse byggesteinene dannes, formes og leveres til overflater på de ulike plasmaforholdene. Vi håper at ved å forstå hvordan disse plasmaform nano strukturer oppfører seg vil vi være i stand til å designe prosesser som sikrer betidsrikt og effektiv levering og inkorporering bare for å legge til stedet der reparasjonen faktisk er nødvendig.Gir oss et plasmafremdriftssystem som lenger tjener og er mer effektive. I denne presentasjonen har vi presentert en oversikt over hensynene som gjøres ved ut design av et anlegg for testing av fremdriftssystemer og deployerbare moduler i et simulert rommiljø. I tillegg har vi vist allsidigheten og styrkene ved å bruke mikrokontrollerbaserte systemer for in situ-datainnsamling og analyse, som raskt kan tilpasses til å utføre andre evalueringsmåter avhengig av operasjonelle oppdragskrav tilsvarende.

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

Fabrikasjon og karakterisering av fotoniske krystaller bremse lys Waveguides og hulrom

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

Måling av Coherence Decay i GaMnAs Bruke Femtosecond Fire-bølge Blanding

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

Produksjon av syntetisk Nuclear smelte 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

Bruke Synchrotron Radiation microtomography å etterforske Multi-skala Tredimensjonal Mikro 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

Protokoll fra Elektrokjemisk Test og karakterisering av aprotisk 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 klassen brukes feltet Magnetoplasmadynamic Thruster

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

Utvikling av en nese-bare innånding toksisitet Test Chamber som gir fire eksponering konsentrasjoner av Nano-størrelse 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 av SiN integrerte optiske fasede arrayer på en Wafer-skala teststasjon

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

Fabrikasjon og karakterisering av tykkelse modus Piezoelektriske enheter for 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

Laboratorievekt langsom avkokstesting av rakettpropeller: Forbrenningshastighetsanalysen av en sakte oppvarmet propellant (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 ...