*ICARE – CNRS,1C avenue de la recherche scientifique,45071 Orléans Cedex,法国。**CNES,18 avenue Edouard Belin,31401 Toulouse,法国。***Snecma,Division Moteurs Spatiaux,Forêt de Vernon,BP 802,27208 Vernon,法国。摘要 回顾了由 Snecma 开发的技术演示器 5 kW 级 PPS ® X000 霍尔效应推力器的性能特征,输入电功率范围为 1.5 kW 至 7 kW。结果表明,PPS ® X000 推力器既可以在高推力域(高达 350 mN)下运行,也可以在高比冲域(高达 3200 s)下运行。 PPS ® X000 电动推力器的双模功能使其非常适合重型地球静止通信卫星的轨道定位和定位等任务。机器人探索太阳系外行星和遥远彗星等太空任务需要超过 1 N 的推力。
现代卫星平台依靠成熟的电力推进系统来高效利用推进剂。然而,这些系统提供的推力有限,通常只有几百毫牛顿,这限制了它们只能用于长时间机动。高推力执行器对于发射装置分离后的减速、避免碰撞、进入轨道或安全模式必不可少。为了满足这一要求,将冷气推进器集成到机载基础设施中是一种可行的解决方案。AST Advanced Space Technologies GmbH 开发了一种高压冷气推进器,能够使用氮气、氩气、氪气和氙气等标准气体产生超过 2 N 的推力。该推进器可在很宽的压力范围内高效运行,从最大预期工作压力 300 bar 到报废压力 1.5 bar,无需压力调节器。1. 简介
摘要 本文介绍了一项关于旋转磁场 (RMF) 推进器低推力效率的实验研究。该技术成熟度较低,但可能成为使用替代推进剂实现高功率太空推进的候选技术。对 5 kW 级 RMF 推进器进行了直接推力台架测量,结果显示推力效率为 0.41 ± 0.04%,比冲为 292 ± 11 s - RMF 推进器运行的典型值。使用一套远场探测器为 RMF 推进器性能的现象学效率模型提供信息,该模型考虑了发散、功率耦合、质量利用率和等离子体/加速效率。结果发现等离子体效率处于临界低值,为 6.4 ± 1.0%。这表明 RMF 天线耦合到等离子体的大部分能量在转换为推进器光束中的定向动能之前就丢失了。为了确定这些损失的来源,使用三重朗缪尔探针对内部等离子体特性进行了时间分辨测量。发现碰撞激发辐射和壁面损失是两个主要的损失过程。与其他电力推进结构相比,该装置表现出异常高的等离子体密度(> 10 19 m − 3),这可以解释这一趋势。根据效率分析的结果,讨论了探测技术的局限性以及改进 RMF 推进器性能的策略。
惯性静电约束 (IEC) 利用强电场来产生和约束等离子体。它已广泛用于进行核聚变反应,并在商业上用作活化分析的中子源。本研究调查了 IEC 推进器的两种不同放电模式,即“喷射”模式和“喷雾”模式。本文比较了 IEC 系统在各种初步设计方案下的放电特性,例如阴极网格设计和阴极网格尺寸。高分辨率图像用于在多个操作点进行强度分析。基本法拉第探针用于定性记录等离子体电流密度的变化。结果表明,在更负的电位下偏置阴极会导致网格吸收的电流和可见等离子体的可见强度增加。电流和光强度逐渐增加,直到发生从“喷射”到“喷雾”的模式转变。换句话说,“喷射”模式始终先于“喷雾”模式。此外,背景压力和施加的阴极电位被证明是 IEC 设备的两个主要操作变量。最后,当设备以“喷雾”模式运行时,记录到更高的电流密度,然而,在“喷射”模式下,喷出的等离子体更加准直。
在低压方面,集成在微推进器中的压电元件的选择基于其低功率要求、减小尺寸和质量、高冲程和低力。对于此类应用,多层弯曲执行器是首选,因为它们可以在小封装中提供快速而精确的运动。压电执行器的特性范围 两种执行器的特性需要适应相关应用的特定负载和操作条件。下面的比较表很好地说明了微推进器应用中压电执行器可以实现的广泛特性。
具有多轴推力矢量的纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT) IEPC 2022-558 在第 37 届国际电力推进会议上发表 麻省理工学院,美国马萨诸塞州剑桥 2022 年 6 月 19 日至 23 日 Curtis A. Woodruff 1、Magdalena Parta 2、Darren M. King 3、Rodney L. Burton 4 和 David L. Carroll 5 CU Aerospace (CUA),美国伊利诺伊州香槟市 61822 摘要:CU Aerospace (CUA) 开发了同轴纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT),具有多轴推力矢量能力,可为小型卫星实现高脉冲主推进任务。推进器子系统测试采用 1.7U 系统配置,配备 26 J 储能单元 (ESU),运行功率为 78 瓦 (3 Hz),平均推力为 0.60 mN,比冲为 3,500 s,效率为 13%。推进器性能随燃料进给率而变化。加速子系统寿命测试显示,电容器充电/放电循环次数超过 16 亿次,电流波形几乎相同。独立控制输入功率和推进剂进给率的能力允许调整推力水平和 Isp。迄今为止的测试表明,电磁推力矢量控制能力在俯仰和偏航轴上达到 ±10 度左右。此外,该系统还有可能提供对滚转轴的控制权。俯仰和偏航推力矢量控制性能与最近的推进器性能改进一起展示。一台总冲量为 28,000 Ns 的 1.7U FPPT 正在集成到 CUA 的 NASA 资助的双推进实验 (DUPLEX) 立方体卫星上,目前计划于 2023 年第一季度发射。FPPT 技术是一种极具吸引力的选择,可以满足许多微推进需求,包括延长轨道机动、防撞机动、深空任务、阻力补偿和脱离轨道。命名法
自 1985 年以来,一项技术计划一直在进行,旨在开发用于航天器的耐高温氧化推进器。这项技术的成功开发将为设计性能更高、羽流污染更少的卫星发动机奠定基础。或者,这项技术计划将提供一种具有高热裕度的材料,使其能够在常规温度下运行,并延长可加燃料或可重复使用的航天器的使用寿命。新的腔室材料由铼基体组成,表面涂有铱以防氧化。这种材料将推进器的工作温度提高到 2200°C,比目前使用的硅化物涂层铌腔室的 1400°C 有显著提高。用铱涂层铼制造的 22 N 级空间保持发动机的稳态比冲比铌腔室高 20 到 25 秒。预计 Ir-Re 远地点 440 N 级发动机将额外提供 10 到 15 秒。这些改进的性能是通过减少或消除燃烧室内的燃油膜冷却要求,同时以与传统发动机相同的总混合比运行而实现的。该项目试图将飞行资格要求纳入其中,以降低飞行资格项目的潜在风险和成本。