Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 12 » Статья стр. 2114
<<<>>>
Исследование характеристик высокочастотного ионного двигателя с внешним магнитным полем для использования в составе воздушного электрореактивного двигателя
Междисциплинарная научно-образовательная школа Московского университета , программа поддержки Междисциплинарных научно-образовательных школ Московского Государственного университета им. М.В. Ломоносова, 23 Ш01 02
Вавилин К.В.1, Голиков А.А.1, Двинин С.А.1, Дудин В.С.1, Задириев И.И.1, Кралькина Е.А.1, Локтионов Е.Ю.1, Никонов А.М.1, Сазонов В.В.1, Филатьев А.С.1,2, Швыдкий Г.В.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Email: vsd97@list.ru
Поступила в редакцию: 15 июля 2024 г.
В окончательной редакции: 23 сентября 2024 г.
Принята к печати: 4 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 6 декабря 2024 г.
PDF версия
Изучены характеристики модели высокочастотного индуктивного ионного двигателя (ВЧ ИД) диаметром 10 cm, работающего на азоте и кислороде, при наложении на разряд внешнего продольного магнитного поля с индукцией не более 75 G. Экспериментально показано, что внешнее магнитное поле позволяет уменьшить энергозатраты на генерацию тока ионов до 40%. Численные расчеты параметров разряда в азоте продемонстрировали, что существенный вклад в ионный ток и тягу вносят атомарные ионы. Полученные экспериментальные и расчетные данные позволили оценить параметры прототипа ВЧ ИД, определяющие возможности его использования в составе воздушного электрореактивного двигателя. Ключевые слова: воздушный электрореактивный двигатель, высокочастотный разряд, ультранизкие околоземные орбиты, плазма, ток ионов, коэффициент использования рабочего тела.
  1. А.С. Филатьев, А.А. Голиков. Докл. РАН. Физика, технические науки, 508, 68 (2023). https://doi.org/10.31857/S2686740023010030
  2. В.Я. Маров, А.С. Филатьев. Космические исследования, 56 (2), 137 (2018). https://doi.org/10.7868/S0023420618020061
  3. A.S. Filatyev, A.A. Golikov, A.I. Erofeev, S.A. Khartov, A.S. Lovtsov, D.I. Padalitsa, V.V. Skvortsov, O.V. Yanova. Progr. Aerospace Sci. 136, 100877 (2023). https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2022.100877
  4. Peng Zheng, Jianjun Wu, Yu Zhang, Biqi Wu. Intern. J. Aerospace Eng. Article ID 8811847, 21 (2020). https://doi.org/10.1155/2020/8811847
  5. F. Romano, R.F. Helicon. Plasma Thruster for an Atmosphere-Breathing Electric Propulsion System (ABEP). (PhD thesis, Institute of Space Systems (IRS), University of Stuttgart, 2021)
  6. K. Fujita. Transactions Jpn. Society Mechan. Eng. B, 70 (700), 3038 (2004). http://ci.nii.ac.jp/naid/110004999698/en/
  7. Y. Hisamoto, K. Nishiyama, H. Kuninaka. Development Statue of Atomic Oxygen Simulator for Air Breathing Ion Engine (32nd Intern. Electric Propulsion Conf., Wiesbaden, Germany, September 11-15, 2011), IEPC-2011-294
  8. Y. Hisamoto, K. Nishiyama, H. Kuninaka. Design of air intake for air breathing ion engine (in: 63rd Intern. Astronautical Congress, IAC-12, Naples, Italy, 1-5 October 2012), IAC-12-C4.4.10
  9. M. Tagawa, K. Yokota, K. Nishiyama, H. Kuninaka, Y. Yoshizawa, D. Yamamoto, T. Tsuboi. J. Propulsion and Power, 29 (3), 501 (2013). http://dx.doi.org/10.2514/1.B34530
  10. K. Diamant, A 2-stage cylindrical hall thruster for air breathing electric propulsion (in: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference \& Exhibit, Nashville, TN, 25-28 July 2010), AIAA 2010-6522
  11. G. Cifali, T. Misuri, P. Rossetti, M. Andrenucci, D. Valentian, D. Feili, B. Lotz. Experimental characterization of HET and RIT with atmospheric propellants (32nd International Electric Propulsion Conference, Wiesbaden, Germany, September 11-15, 2011), IEPC-2011-224
  12. A. Shabshelowitz. Study of RF plasma technology applied to air-breathing electric propulsion (Ph.D. thesis, University of Michigan, 2013)
  13. K. Hohman. Atmospheric breathing electric thruster for planetary exploration (Busek Co. Inc. 11, 2012), р. 01760-1023
  14. A.I. Erofeev, A.P. Nikiforov, G.A. Popov, M.O. Suvorov, S.A. Syrin, S.A. Khartov. Solar System Research, 51 (7), 639 (2017). https://doi.org/10.1134/S0038094617070048
  15. С.В. Гордеев, С.В. Канев, М.О. Суворов, С.А. Хартов. Оценка параметров прямоточного высокочастотного ионного двигателя (Труды МАИ. В. N 96)
  16. S. Barral, G. Cifali, R. Albertoni, M. Andrenucci, L. Walpot. Conceptual Design of an Air-Breathing Electric Propulsion System, Joint Conference of 30th International Symposium on Space Technology and Science (34th Intern. Electric Propulsion Conf. and 6th Nano-satellite Symposium, Hyogo-Kobe, Japan, July 4-10, 2015), IEPC-2015-271/ISTS-2015-b-271
  17. Jianjun Wu, Peng Zheng, Yu Zhang, Haibin Tang. Prog. Aero. Sci., 133, 100848 (2022). https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2022.100848
  18. C. Rapisarda, P.C. Roberts, K.L. Smith. Acta Astronaut, 202, 77 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.09.047
  19. G. Herdrich et al., Рlasma Тhruster, 215, 245 (2024). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2023.11.009
  20. P. Zheng, J. Wu, Y. Zhang, Y. Zhao. Vacuum, 195, 110652 (2021). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110652
  21. T. Andreussi, E. Ferrato, V. Giannetti. J. Electr. Propuls., 9, 1 (2022). https://doi.org/10.1007/s44205-022-00024-9
  22. E.A. Kralkina, K.V. Vavilin, I.I. Zadiriev, P.A. Nekliudova, G.V. Shvydkiy. Vacuum, 167, 136 (2019). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.05.041
  23. D.M. Goebel, I. Katz. Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters (John Wiley \& Sons, 2008), http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9780470436448
  24. B. Lotz. Plasma physical and material physical aspects of the application of atmospheric gases as a propellant for Ion-Thruster of the RIT-Type (Inaugural dissertation to graduate to the doctor's degree in natural sciences at the Justus-Liebig-University of Giessen, May 2013)
  25. M. Tisaev, E. Ferrato, V. Giannetti, C. Paissoni, N. Baresi, A. Lucca Fabris, T. Andreussi. Acta Astronaut., 191, 374 (2022). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.11.011
  26. G. Koppenwallner. AIP Conf. Proceed., 1333, 1307 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3562824
  27. Y. Ko, S. Kim, G. Moon, M. Yi, K. Park, Y. Kim, E. Jun. Acta Astronaut., 212, 198 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2023.07.043
  28. Е. Кралькина. УФН, 178 (5), 519 (2008). https://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200805f.0519
  29. В.С. Дудин, К.В. Вавилин, И.И. Задириев, С.А. Двинин, Е.А. Кралькина, Е.Ю. Локтионов, А.М. Никонов, Г.В. Швыдкий. Прикладная физика, (в печати)
  30. Yukikazu, Itikawa. J. Phys. Chem. Ref. Data, 35, 31 (2006). https://doi.org/10.1063/1.1937426

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme