Исследование оксидного катода в качестве безрасходного катода-компенсатора электроракетных двигателей
Авторы: Бенклян А.С., Ляпин А.А., Клименко Г.К.
Опубликовано в выпуске: #6(90)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-6-1888
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Проведены испытания лабораторной модели термоэмиссионного оксидного катода в диодной схеме. Основной целью было получение эмиссионных характеристик лабораторной модели и исследование процессов активации эмиттера. Актуальность исследования обусловлена повышенным интересом к возможности применения безрасходных термоэмиссионных катодов в качестве катодов-компенсаторов электроракетных двигателей (ЭРД). Во время испытаний фиксировались следующие параметры: давление в вакуумной камере и ток эмиссии на анод-коллектор. Регулировались ток накала эмиттера и напряжение, прикладываемое между анодом-коллектором и эмиттером. Зазор между эмиттером и анодом-коллектором был выставлен перед началом эксперимента и составлял 2 мм. Измерение тока эмиссии происходило в диапазоне температур эмиттера от 600 до 1260 °С. Контроль температуры эмиттера осуществлялся инфракрасным и оптическим пирометрами. В ходе работы было выявлено три процесса активации эмиттера: температурой, временем и напряжением. Процессы активации температурой и временем широко известны в отличие от процесса активации напряжением, для которого в настоящее время нет однозначного теоретического объяснения
Литература
[1] Goebel D., Katz I. Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters. Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology, 2008, 493 p.
[2] Holste K., Gärtner W., Köhler P., Dietz P., Konrad J., Schippers S., Peter J., Klar P., Müller A., Schreiner P. In Search of Alternative Propellants for Ion Thruster. 34th International Electric Propulsion Conference, At Kobe, Japan, 2015. URL: https://www.researchgate.net/publication/280157449_In_Search_of_Alternative_Propellants_for_Ion_Thrusters (дата обращения 04.11.2018).
[3] Dankanich J., Szabo J., Pot B., Oleson S., Kamhawi H. Mission and System Advantages of Iodine Hall Thrusters. 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, AIAA Propulsion and Energy Forum, 2014. URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2014-3905. DOI: 10.2514/6.2014-3905 (дата обращения 04.11.2018).
[4] Dankanich J. SmallSats, Iodine Propulsion Technology, Applications to Low-Cost Lunar Missions, and the Iodine Satellite (iSAT) Project. Annual Meeting of the Lunar Exploration Analysis Group (LEAG); 22-24 Oct. 2014. URL: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140016889 (дата обращения 04.11.2018).
[5] Polzin K. Iodine Hall Thruster Propellant Feed System for a CubeSat. 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference Cleveland, OH, 2014. URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2014-3915 DOI: 10.2514/6.2014-3915 (дата обращения 04.11.2018).
[6] Островский В.Г., Смоленцев А.А., Щербина П.А. Йод как альтернативное рабочее тело электроракетных двигателей. Вест. Самарского гос. аэрокосмического ун-та, 2014, № 5 (47), c. 131–136.
[7] Ляпин А.А., Щербина П.А., Клименко Г.К., Коновалова А.И., Островский В.Г., Сишко И.Б. Исследование возможности создания безрасходного катода-компенсатора электроракетного двигателя. Изв. Рос. акад. наук. Энергетика, 2018, № 2, с. 93–97.
[8] Клименко Г.К., Коновалова А.И., Ляпин А.А. Тепловые процессы на электродах при испытании безрасходного катода в диодной схеме. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 10. DOI: 10.18698/2308-6033-2017-10-1694
[9] Дюбуа Б.Ч., Королев А.Н. Современные эффективные катоды. Электронная Техника. Сер. 1: СВЧ-техника. Научно-технический сборник, АО «НПП «Исток» им. Шокина», 2011, вып. 1 (508), c. 5–24.
[10] Евстигнеев С.И., Ткаченко А.А. Катоды и подогреватели электровакуумных приборов. 2-е издание, испр. и доп. Москва, Высшая школа, 1975. 196 с.