100 KW 클래스 적용 필드 Magnetoplasmadynamic 로켓

MPD 자세는 상대적으로 높은 추력 밀도 높은 비 추력^1,2,3에 대 한 잘 알려져 있습니다. 그러나, MPD 로켓의 전형적인 돌격 효율¹ 은 노블 가스^4,,56의 발사 화약, 특히 상대적으로 낮다. 대부분 MPD 자세에 대 한 분사 흐름의 일부는 양극과 음극^7,8 , 방사형 구성 요소는 전체 출력의 상당 비율을 차지 하는 결과 함께 사이 틈새에서 방전 챔버에 주입 됩니다. 그러나, 돌격을 생성 하기 위해 방사형 운동 효과 물리적 노즐 또는 마그네틱 노즐 축 운동 모션으로 변환 해야 합니다. 따라서, 새로운 디자인 MPD 자세 제어 분사기의 주요 기능은 모든 발사 화약; 방사형 방전을 억제 하는 역할을 수 있는 음극을 통해 제공 되는 이 방법에서는, 축 에너지의 비율을 늘릴 수 있습니다. 거기는 추가 효과 양극 주변 플라즈마에서 홀 매개 변수⁹홀 가속 구성 요소 강화 수 있는 양극 주위 수 밀도의 감소에 의해 증가 될 수 있다. 이후 발사 화약 음극의 내부 표면에 가까운 초기 전자의 주입이이 모드에 방출 된다, 분사 이온화 율을 크게 늘릴 수 있습니다. 또한, 양극 길이 벽-플라즈마 연결 지역 고 양극 전력 증 착^10,11을 줄이기 위해 최소화 되어 있다. 분기 양극 적용으로 양극과 자기장 라인 사이의 각도 감소와 양극 전력 증 착 더^12,13감소 됩니다.

성능 향상을 위해 위에서 언급 된 장점에도 불구 하 고 음극 주입 완료 분사 공급 “증상” 현상¹⁴귀 착될 수 있는 양극 기아의 위험을 높일 수 있습니다. 이 문제를 억제 하기 위해 우리 음극 양극의 기지에 다시 철회 했습니다. 전자 수 있습니다 다음 양극 기아를 완화 하는 역할을 것 이다 양극 출구를 떠나기 전에 레이디얼 방향으로 충분히 무마 된다. 또한, 멀티 채널 빈 음극 채택 된다; 단일 채널 빈 음극에 비해, 멀티 채널 빈 음극 전자 방출 영역을 증가 수 그리고 발사 화약의 분포 보다 균일 하 게. 이 수정, 수명 및 자세 제어 분사기의 안정성 증가^15,,1617일 수 있다.

자세 제어 분사기의 설계 능력은 100 kw 급 및 냉각 구조는 안정 상태 작업 필요. 현재 실험실 실험에서 효율적인 냉각 구조는 채택 된다. 그러나, MPD 자세 제어 분사기 디자인의 성능을 평가 하는 추진력을 얻기 위해 긴요 하다. 열 전달에 고압 물 시스템의 응용 프로그램, 우리가 전통적인 추력 측정을 사용 하는 경우 상당한 방해를 만들 수 있는 이러한 냉각 작업 중 강한 진동이 있을 것입니다. 따라서, 추력 대상 서 추력을 측정 하기 위해 채택 된다.

MPD 자세 제어 분사기

그림 1에서 보듯이, MPD 자세 제어 분사기는 양극, 음극 및 절연체의 구성 되어 있습니다. 양극의 최소 내경 60 m m는 원통형 분기 노즐, 구리의 이루어집니다. S 자 모양의 냉각 채널 양극의 안 벽이 있다. 입구와 출구는 채널의는 한 배플으로 구분 되는 양극, 상단입니다. 양극 및 전기 케이블을 연결 하는 가느다란 구리 블록 채택 된다. 교차점은 양극의 외부 표면에.

음극 재료 9 분사로 탄탈 텅스텐입니다. 음극의 외경 16 m m 이다. 음극의 냉각 수냉 홀더 음극 기지 주변으로 이루어집니다. 홀더 내부 고리 모양의 채널이입니다. 냉 수는 아래와 위 로부터 밖으로 흐름에서 홀더에 주입 됩니다. 빈 음극 커넥터는 음극의 왼쪽에 있다. 빈 음극 챔버;로 커넥터의 센터를 통해 분사 흐름 큰 구멍 9 좁은 원통형 채널 연결 음극 기지 안에 있다. 캐비티 9 채널에서 분사 분포의 균일성을 높이기 위해 버퍼 역할을 합니다. 음극 음극 커넥터 주위에 설치 된 고리 모양의 구리 블록 전기 케이블에 연결 된다.

자세 제어 분사기 본체 이외에 외부 자석 코일은 또한 AF MPD 자세 제어 분사기;에 메커니즘에 대 한 필드를 생성 하는 데 필요한 자기장 전기장 함께 플라즈마를 가속 화 하기 위해 집중 분기 자기장을 제공 합니다. 288 회전 원형 구리 파이프, 모두 전기 전류와 냉각 물 통로 역할의 필드 코일에 의하여 이루어져 있다. 외부 직경은 500 m m 코일 내경 150 m m 이다. 중앙에는 높은 강도 0.25 T 230 a.의 전류

실험 시스템

실험 시스템 6 하위 시스템을 포함합니다. 실험 시스템의 전체 레이아웃의 회로도 그림 2;에 표시 됩니다. 진공 챔버 내부 로켓의 레이아웃은 그림 3에 표시 됩니다.

첫째, 자세 제어기 작업에 필요한 진공 환경 제공, 진공 시스템 한 진공 챔버, 두 기계 펌프, 분자 펌프, 4 극저온 펌프의 구성 되어 있습니다. 챔버의 직경 3 m 이며 길이 5 m. 0.01에서 환경 압력을 유지할 수 있다 Pa (아르곤) 발사 화약의 흐름 속도 더 이상 40 mg/s 때.

둘째,이 소스 시스템 점화 자세 제어 분사기, 고전압 펄스 플라즈마, 가속에 로켓에 대 한 파워를 제공 한다와 외부 자기장을 유지 하기 위해 자기장 코일 전원을 제공 합니다 제공 합니다. 점화 전원 공급 장치, 자세 제어기 전원, 코일 전원 및 케이블 전원 시스템에 의하여 이루어져 있다. 점화 전원 8 제공할 수 kV 또는 15 kV 방전 전압. 로켓 전원 제공 최대 1000 a. 직류 코일 전원 제공 직류 최대 240 a.

셋째, 발사 화약 공급 시스템 로켓에 대 한 가스 발사 화약을 피드. 시스템은 주로 가스 소스를 포함, 질량 흐름 속도 컨트롤러와 가스 공급 파이프라인.

4 하위 시스템은 제공 하는 멋진 고압 물 분사기, 마그네틱 코일 및 전원의 열 교환 하는 냉각 시스템. 그림 4에서처럼 시스템 이루어져 있다 펌프, 물 탱크, 냉장고, 물 공급 파이프라인, 펌프 컨트롤러. 비 전도성 파이프 진공 챔버 내부 마그네틱 코일, 고 자세 제어 분사기에 대 한 냉각 물 터미널을 제공 하 고 양극, 음극, 그리고 지상 중 그 전기 절연을 보장.

수집 및 제어 시스템 로켓 작업 조건 및 다른 시스템의 제어 동작을 측정 하는 신호를 기록할 수 있습니다. 그것은 3 개의 컴퓨터와 해당 소프트웨어, 데이터 수집 카드와 케이블의 구성 됩니다.

그림 5에서 보듯이 추력 대상 서 판 대상, 슬림 빔, 변위 센서, 지원 프레임, 축 이동 플랫폼 및 방사형 이동식 플랫폼의 구성 되어 있습니다. 대상 목표를 못 살게 굴지 플라즈마를 가로챌 수 있습니다. 추력¹⁸평가 활성화 이렇게에서 대상 뒤에 배치 하는 센서에 의해 대상의 변위를 측정할 수 있습니다.