Name: En iyi duruma getirme, Test ve kırılan Hall iticileri teşhis (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 22 s
Description: Keşfedin mini Hall iticilerinin test ve optimizasyonu için otomatik tanı sistemleri kullanarak. Bu yöntem, uzay itki sistemlerinin verimliliğini artırır ve plazma hasar etkilerini değerlendirir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu eser bölümü tarafından OSTIn-SRP/EDB, Ulusal Araştırma Vakfı (Singapur), akademik araştırma fonu AcRF Tier 1 RP 6/16 (Singapur) ve George Washington Enstitüsü Nanoteknoloji (ABD) desteklenmiştir. I. L. kimya okul, fizik ve mekanik mühendislik, bilim ve Mühendislik Fakültesi, Queensland University of Technology desteğinden kabul eder.

Burada protokoller itme kalibrasyon prosedürü ve performans değerlendirme için uzamsal yerinde veri algılama aracılığıyla boş ölçüm ve tüy profilometrisi aracılığıyla bağımsız itme doğrulama mevcut.
1. basınç kalibrasyon prosedürü ve itme performans değerlendirme
<ol><li>Şekil 5' te gösterildiği gibi tüm bileşenleri odasında yüklenmiş olduğundan emin olun.</li>
	<li>Tanılama araçları bağlantısını dışarıdan odası sızdırmazlık önce sınayın.</li>
	<li>Entegre tesis kontrol odası mühür için kullanın.</li>
	<li>Vakum pompaları kuru pompalar başlayan basamaklı sırayla açın (odası 1 ulaşıncaya kadar Pa), (~ 5 x 10-4 Pa ulaşıncaya kadar) turbo moleküler pompa ve kriyojenik pompalar. Not: PSAC kaldıysa aşağı yüksek vakum pompa (< ~ 10-5 Pa) alanı ortamı simüle etmek için. Protokol burada duraklatılmış.</li>
	<li>Gelişmiş apps odasında kablosuz verici ile aygıtları eşitlemek için kullanın. Işık yayan diyot (LED) etiket üzerinde yanıp sönmesi bittiğinde eşitleme işlemi tamamlanır.</li>
	<li>Bir kez elde istenen vakum, bir ilk okuma (analog voltaj) Lazer Deplasman sensörü kapalı bir temel olarak almak.</li>
	<li>Bir ağırlığı (bakır döngü tam olarak bilinen ve kalibre edilmiş kütlesi) kuvvet çevirisi quadfilar sahnede düşürülmesi tetiklemek için gelişmiş app kullanın. Not: Bakır her döngü kitle kullanılan quadfilar sahne amaçlanan hassasiyetini bağlıdır. Bu durumda, bakır her döngü kitle için genişletilmiş kalibrasyon rejim 100 mg ve 10 mg iyi kalibrasyon rejim için sırasına göre yapıldı. Daha fazla bilgi için temsilcisi sonuçları görmek.</li>
	<li>Kayıt kitle tamamen indirilir sonra tetiklendiğinde Lazer Deplasman sensörü ve ağırlığını deplasman (analog voltaj) yatay yürürlüğe çevrilir.</li>
	<li>(Adım 1.7 ve 1.8) ağırlıkları düşürücü ve bütün Kalibrasyonlar ağırlıkları genişletilmiş kadar quadfilar sahne alanı'nın yerinden kayıt işlemi yineleyin. Sıra pervane ateş etmeden önce bir denge konuma ulaşmak için quadfilar sahne izin tamamlandıktan sonra tüm ağırlıkları otomatik olarak denge konumuna kalibrasyon birimi tarafından döndürülür. Kalibrasyon faktörü kaydedin ( Dosya | Farklı kaydet | "Factor.txt").</li>
	<li>Kalibrasyon faktörü (içinde mN/V) kuvvet/gerilim grafiği degrade nerede quadfilar sahnede yüklü sistem için kalibrasyon faktörü elde etmek için bir kalibrasyon eğrisi çizin.</li>
	<li>Bir temel analog voltaj Lazer Deplasman algılayıcı tekrar pervane ateş önce kaydedin.</li>
	<li>İn situ olarak etkinleştirmek hesaplamak için MATLAB programı anında Denklem 3 (temsilcisi sonuçlarını görmek) kullanarak itme ve adım 1.9 türevi kalibrasyon faktörü Giriş ( Dosya | Açık | "Factor.txt").</li>
	<li>İticiler sonra tekrar atış sahip. Gerçek zamanlı şirket içi veri satın alma programı kullanarak istediğiniz parametreleri yakalayın. Not: Alternatif olarak, entegre bir app tamamen süre buna göre motor çalıştırma serisinden ve veri toplama sensörler dan synchronizing kalibrasyon işlemi otomatik hale getirmek için kullanılabilir.</li>
</ol>2. null bağımsız itme doğrulama için ölçüm iletişim kuralı
<ol><li>İlk olarak, pervane (algılayıcıdan Lazer Deplasman) bir temel (analog voltaj) okuma denge bulunduğu alır.</li>
	<li>Operasyonel parametreleri için istenen değerleri pervane Denetim Masası'ndan geçiş yapmak ve pervane yangın.</li>
	<li>Bir kez pervane harekete geçirilir, salınım stabilize etmek quadfilar sarkaç üzerinde bekleyin.</li>
	<li>Quadfilar kararlı bir duruma stabilize sonra ağırlıkları düşürücü tetiklemek için null ölçüm sistemi için kontrol app kullanın. Lazer Deplasman algılayıcı okumaları aynı anda izlenir. Quadfilar sahne denge uyarılır kadar ağırlıkları sürekli indirdi.</li>
	<li>Denge konumu ulaşıldığında, çalıştırma sırası sonlandırmak ve kuvvet quadfilar sistemin denge geri getirmek için gerekli belirlemek.</li>
	<li>Hareket quadfilar sahne durdurmak için bir tıpa blok tetikler.</li>
	<li>Yatay kuvvet denge belgili tanımlık sistem çekmek için gerekli toplu karşılık gelen hesaplamak.</li>
</ol>3. uzamsal yerinde veri algılama ve tüy profilometrisi için robot taret çalıştırma
Not: pervane işlemi sırasında el ile istenen açılardan tüy özellikleri belirli yerlerde veya otomatik bir sıra tetiklemek için sisteme harekete bir işleç seçin.
<ol><li>Pervane (PSAC şubesinde) hareketli bir sahne deneme başlamadan önce bağlama.</li>
	<li>Deneme sırasında kumanda üzerinden sahne alanı önlemek için stop-bar mekanizmasını aktif hale getirin.</li>
	<li>Ölçüm iletişim kuralı ve servo tetiklemek motor 0 ° konuma sonda harekete için.</li>
	<li>Bir ölçüm sonda gelen kazanır. Not: yüklü probları türüne bağlı olarak, ölçüm işlemleri tam kayma tüy profilleri deşarj elde etmek için programlanabilir sırasına göre değiştirilebilir. (a) bir Faraday sonda bağlanmışsa, bir kaynak metre uzakta bir okuma (-30 V bir önyargı sürekli görevlisi halkaları uygulandığı) alınır. (b) bir Langmuir sonda bağlanmışsa, testere dişi gerilim dalga sonda için sağlanan ve ben-V özellikleri elde edilen ve yorumlanır. (c) bir RPA bağlanmışsa, testere dişi gerilim dalga ayrımcılık kılavuza uygulanır ve ben-V özellikleri elde edilen ve yorumlanır.</li>
	<li>Nerede sonda sıra tekrar bir ölçüm yapmak için tetiklenir sonraki açısal konumuna taşımak için mikroişlemci kullanarak servo motor tetikler.</li>
	<li>Ölçüleri tek tek işaretli bir veri matris dizide kaydedin.</li>
	<li>Adımları yineleyin 3.5 ve tam bir tarama kadar 180 °'ye kadar 3.6 gerçekleştirilen ve sonda geri 0 ° ile sağlanmaktadır.</li>
	<li>Kaydedilen verileri analiz.</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip finans ya da diğer ilgi bildirin.

Tipik Hall-türü iticileri44 nispeten basit, ucuz ve bir iyon akı km/s, itme sağlayan birkaç on hızları için hızlandırmak yüksek verimli cihazlar yanı sıra, hızlanan uyduları ve uzay aracı için gerekli manevra, yönlendirme, pozisyon ve kontrol ve de-işlem servis ömrünü sonunda etrafında dönen. Uygulama misyonu ömür boyu, uydular ve diğer yörünge payloads iticileri geliştirmek Hall yörünge aktarımı ve oluşumu/takımyıldızı uçan birden fazla uydu izin ve çoklu görev özelliklerini etkinleştirir. Yapısa...

Uzay sanayi ilgiyi kısmen yüksek verimli elektrikli itiş sistemleri tarafından teslim gelişmiş görev yetenekleri giderek azalan açılışında maliyeti1,2,3katalize. Alan elektrik itiş cihazlar birçok farklı türde son zamanlarda teklif etmiş ve test4,5,6,7,8 alan günümüz ilgi tarafından desteklenen keşif9,10. Bunlar arasında yaklaşık % 80 herhangi bir kimyasal itici, aşan çok yüksek verimlilik ulaşmak için yeteneklerini nedeniyle birincil ilgi gridded iyon11,12 ve salon tipi iticileri13,14 vardır, en verimli oksijen hidrojen sistemleri dahil olmak üzere hangi verimliliğini 5000 m için sınırlı/s fiziksel sorumlusu tarafından15,16,17,18yasalar.
Kapsamlı, güvenilir küçültülmüş uzay roketleri genellikle test test odaları, vakum tesisatı (pompalar), kontrol ve tanılama araçları, plazma parametrelerinin ölçüm için bir sistem içerir test tesisleri büyük bir kompleks gerektirir 19ve ölçüm standı ve diğer pek çok itme gibi bir elektrik güç kaynağı sistemi, yakıt kaynağı ünitesi, pervane işlemi sürdürmek yardımcı malzemeleri geniş bir yelpazesi20,21. Ayrıca, tipik alanı itici pervane ayrı olarak verimliliği etkileyen birkaç üniteden oluşmaktadır ve servis ömrü bütün sistem itme ve bu nedenle, hem ayrı ayrı ve pervane derleme22bir parçası olarak test olabilir, 23. Bu önemli ölçüde test prosedürleri olmak zordur ve uzun test süreleri24,25anlamına gelir. Güvenilirlik bir pervane'nın katot biriminin yanı sıra farklı İtici motorları kullanıldığında iticileri işleyişi de özel dikkat26,27gerektirir.
Bir elektrikli tahrik sistemi performansını ölçmek ve gerçekçi uzay simülasyonu sağlayan imkanlar test uzay görevleri, operasyonel dağıtım için modülleri hak kazanmak için zemin için ortamlar itici güç multi-terazi test etmek için gerekli olan birimleri28,29,30. Böyle bir sistem, alan itici güç merkezi-Singapur (SPC-S, Şekil 1a, b)31, bulunan bir büyük ölçekli alan çevre simülasyon odası örneğidir. Böyle bir simülasyon ortamı geliştirme, aşağıdaki birincil ve ikincil önemli noktalar dikkate alınması gerekir. Birincil endişeleri böylece oluşturulan alanı ortamı doğru ve güvenilir bir şekilde gerçekçi uzay ortamı simüle etmek gerekir ve yerleşik tanılama sistemleri hassas ve doğru teşhis bir sistem performans değerlendirilmesi sırasında sağlamanız gerekir vardır. Simüle alanı ortamlarında hızlı yükleme etkinleştirmek için son derece özelleştirilebilir olmalıdır ve test edilmesini farklı itici güç ve Tanı modülleri ve çevrenin yüksek işlem hacmi optimize etmek için test karşılamak gerekir ikincil endişeleriniz var akıntı ve birden fazla birim çalışma koşullarda aynı anda.
Alan çevre simülatörleri ve pompa tesisler
Burada, Mini elektrikli itiş sistemlerinin, de entegre modüller sınamaları için uygulanmış olan iki simülasyon tesislerinde SPC-S göstermektedir. Bu iki özellikleri farklı ölçekler ve öncelikle aşağıda açıklandığı şekilde sürecinde performans değerlendirme, farklı rollere sahip.
Büyük plazma alanı çalıştırma odası (PSAC)
PSAC 4,75 m (uzunluk) boyutları vardır 2.3 m (çap) x ve tandem çalışmak çok sayıda yüksek kapasiteli pompaları oluşur suite pompalama bir vakum vardır. Temel baskı 10-6 PA alt ulaşmak mümkün Tahliye ve TMMOB Temizleme için bir tümleşik vakum denetim okuma ve pompa harekete geçirmek/tasfiye sistemi vardır. Bu çok sayıda özelleştirilebilir flanşlar, elektrik feedthroughs ve görsel teşhis kabinlerin satırı test tesisi sağlamak için donatılmıştır. Bu, hızla multi-modal teşhis için değiştirilmesi eksiksiz bir paketi ile birlikte dahili olarak monte tanılama yetenekleri sağlar. PSAC ölçeğini de simüle bir ortamdaki uygulamalar için tamamen entegre modüllerin test etmek için izin verir.
PSAC SPC-S amiral gemisi uzay ortamında simülasyon (Şekil 1 c, d) tesisidir. Onun büyüklüğü kadar bir kaç U tam modüllerin test quadfilar sahnede monte sağlar. Bu yöntemin avantajı in payloads uzayda yerinde manevra üzerinde farklı payloads monte gibi itici güç modülleri nasıl etkileyebilir gerçek zamanlı görselleştirme olacaktır. Bu montaj ile simüle ve özel bir quadfilar üzerinde tüm yükü askıya ölçüm platformu itme. Pervane sonra ateş ve pervane ve yükü ile askıya alınmış platform uzay koşullarına göre test edilir. Sınama ortamı elektrik itiş modülleri girin itici gaz feedstocks dışarı verimli odası 's genel basınç, böylece, bir gerçekçi uzay ortamı32 sürdürmek değiştirilmediğinden emin olmak için vakum Oda tarafından pompalanır ,33,34. Ayrıca, elektrik itiş sistemleri genellikle plazmasının üretimini içerir ve parçacıklar itme35oluşturmak için sistem çıkmadan yörüngeleri manipülasyon yararlanmak. Daha küçük simülasyon ortamlarda ücret ya da plazma kaplamalar duvarda birikimini deşarj performans özellikle micropropulsion için tahrik sistemi olan yakınlığı nedeniyle plazma duvar etkileşimleri aracılığıyla nerede tipik etkileyebilir itme millinewtons sırasına göre değerlerdir. Bu nedenle, özel ilgi ve vurgu için hesap ve katkıları bu tür Etkenler36marjinalize yapılmalıdır. PSAC'ın büyük boyutlu plazma duvar etkileşimleri, onları önemsiz, deşarj parametreleri daha doğru bir gösterimini veren ve tüy profilleri elektrik itiş modüllerinde izlemeyi etkinleştirme işleme en aza indirir. PSAC genellikle roket prototipleri hızlı çeviri yer alan nitelik için hazırlık test için operasyonel hazır sistemleri içine izin veren tam modül değerlendirme ve sistemleri entegrasyon/en iyi duruma getirme işlemlerinde kullanılır.
Ölçekli plazma alanı ortamı Simülatörü (PSEC)
PSEC 65 cm x 40 cm x 100 boyutları vardır cm ve altı yüksek kapasiteli pompaları tandem (Kuru vakum pompası, turbomoleküler ve soguk vakum pompaları) çalışma oluşur bir vakum pompa paketi vardır. Bütün sistem Pompa çalışırken temel baskı 10-5 Pa alt ulaşmak mümkün (tüm pompalar kullanılmaktadır). Basınç ve yakıt akışı izlenir entegre kütle akış okuma kutuları ve Basınç ölçü aygıtları aracılığıyla gerçek zamanlı. PSEC öncelikle iticileri dayanıklılık testi istihdam edilmektedir. İticiler deşarj kanalları ve ömrünü plazma hasar etkilerini değerlendirmek için zaman uzun bir süre için harekete geçirdi. Ek olarak, Şekil 2' de gösterildiği gibi bu tesis bir karmaşık gaz akışı denetleyicisi ağda diğer geridönüşümü İtici motorları katot ve anotlar iticiler roman İtici motorları ile uyumluluğunu ve etkilerini test etmek için hızlı bağlantı sağlar ikincisi pervane performansı üzerinde. Bu roman İtici motorları kullanan işlemi sırasında "hava-solunum" elektrik roketler üzerinde çalışan araştırma gruplarına artan ilgi var.
Entegre tanılama özellikleri (multi-modal tanılama)
Farklı Entegre tanılama özellikleri, otomatik entegre robotik sistemler (fiyaka-µS)19,23ile donatılmış iki sistemi PSEC ve PSAC teşhis farklı ölçekler ve amaçları karşılamak üzere geliştirilmiştir.
PSEC entegre teşhis
PSEC tanılama araçları esas deşarj genişletilmiş işlemleri üzerinden gerçek zamanlı izleme üzerinde menteşe. Kalite yönetim sistemi arta kalan gaz tesisi için bir deşarj sırasında malzeme SAÇTIRMA ortaya kirletici tür izler. Bu eser miktarda kantitatif deşarj kanalının erozyon oranları ve pervane'nın ömür boyu tahmin etmek için pervane elektrotlar değerlendirmek için zaman içinde izlenir. Optik emisyon spektrometre (OES)--dan elektronik bakır gibi erozyon nedeniyle kirletici türlerin elektronik geçişler karşılık gelen çizgisinde izleyerek bu yordamı tamamlar. OES Ayrıca non-invaziv plazma tanılama ve niteliksel pervane performansını değerlendirir tüy profil etkin izleme olanak sağlar. Son olarak, uzaktan kontrol veya tamamen özerk moduna ayarlanmış bir robot Faraday sonda kolimasyon ışınının parametrik deşarj koşulları (Şekil 3) değişen aracılığıyla en iyi duruma getirmek için tüy profili hızlı piyango türetmek için kullanılır.
Tümleşik işlem tanı PSAC'daki
PSAC fiziksel uzayda lüks birden fazla pervane sistemleri aynı anda çeşitli tanılama bir Tak ve kullan gibi kurulum için izin ile modüler tasarımı çeşitli yerlerinde yüklenmesini sağlar. Şekil 4 PSAC iç kesit çeşitli yapılandırmalarda, tam olarak askıya alınan quadfilar itme ölçüm platform onun en önemli ve kalıcı bir fikstür varlık gösterir. Taret sistemleri, özerk kontrollü veya kablosuz olarak mikrodenetleyiciler ve Bluetooth modülleri kullanarak Android Uygulamaları sonra pervane tüy çeşitli probları kurulumu aracılığıyla özelliklerini elde etmek için karşı karşıya modüler bir şekilde monte edilebilir Faraday, Langmuir ve geciktirici potansiyel Analyzer (RPA) gibi. Ayrıca Şekil 4 ' te gösterilen çeşitli plazma parametreleri yedekleyen hızlı eş zamanlı teşhis için yapılandırılabilir montaj için izin vermek için PSAC yeteneğidir. İticiler dikey olarak tek bir sütunda monte edilebilir ve hızla, birbiri ardına farklı pervane sistemleri arasındaki etkileşimler önlemek için test edilmiştir. 3 farklı modülleri tek bir örneği de verimli değerlendirilmesi mümkün, böylece önemli ölçüde tahliye sırasında kapalı kalma süresini azaltır ve aksi takdirde sistemleri tek tek test ederken gerekli işlemleri tasfiye doğrulandı. Öte yandan, bu sistem aynı uydu üzerinde bir grup çalışması pervane derlemeleri testleri için değerli bir fırsattır. İticiler dikey olarak tek bir sütunda monte edilebilir ve hızla, birbiri ardına farklı pervane sistemleri arasındaki etkileşimler önlemek için test edilmiştir. 3 farklı modülleri önemli ölçüde tahliye sırasında kapalı kalma süresini azaltır ve aksi takdirde sistemleri tek tek test ederken gerekli işlemleri tasfiye tek bir örneği de değerlendirilmesinde etkili olduğu test edilmiştir.
İtme micropropulsion sistemlerinde doğru çok belirlemek için çok önemlidir bu parametreleri verimliliği, ηeff ve özel dürtü gibi bensp, böylece doğru olduğundan, bağımlılığının güvenilir bir gösterimini veren pervane performans yakıt akışı ve denklemler 1 ve 2 gösterildiği gibi iticileri farklı terminalleri için sağlanan güç gibi çeşitli giriş parametreleri. Açıkça, performans değerlendirme micropropulsion sistemleri genellikle, çeşitli işletim parametrelerini sisteminden oluşturulan itme ölçümü etrafında döner. Bu nedenle, performans değerlendirme sistemleri kullanılmak üzere tanılama ve onların güvenilirliği ve doğruluğu19emin olmak için sınama alanı ortamına yüklenen önce standartlar bir dizi göre ayarlanması gerekir.
<img alt="Kuantum verimlilik denklemi, ηeff=T²/2mP, optik sistemler analizi için formül gösterimi." src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Equation 1">
<img alt="Özgül dürtü denklemi \( I_{sp} = \frac{T}{mg} \) formülü, itme analiz diyagramı." src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Equation 2">
İtme ölçü birimlerini test ortamı38yüklenmeden önce tipik sistemleri harici güç kalibrasyon istihdam. Ancak, bu tür sistemlere kalibrasyon standart malzeme özellikleri etkileyen uzay ortamlar için ve elektrik, vakum için hesap yapmak ve termal kalibre edilmiş standartları bozulması dinamik boyunca etkiler. Roket motorları performans değerlendirme. Roket çalışır durumda önce Şekil 5' te, gösterilen otomatik kablosuz kalibrasyon birim öte yandan, in situ olarak kalibrasyon sisteminin simüle ortamda sağlar. Bu sınama ortamını dinamik etkileri için ölçüm sahne alanı'nda hesapları ve iticiler, işten önce sisteminin hızlı yeniden kalibrasyon için sağlar. Sistem Ayrıca, itme bağımsız olarak denetleyen bir simetrik modüler null itme doğrulama birim bulunmaktadır. Pervane yerinde analiz türetilmiş için çalışır durumda iken işletilmektedir bindirmeler üzerinden verilen deşarj koşulları. Tüm süreç MATLAB apps, kullanıcılar donanım duruma getirilmesi ve itiş sistemlerinin tasarım odaklanmak için izin üzerinden yapılır ve bu tür sistemlerin test hızlandırır. Bu yöntem ayrıntılarını aşağıdaki alt bölümünde Gelişmiş.

<table><tbody><tr><td>Arduino Mikrodenetleyici</td><td>Arduino</td><td>Arduino Uno Rev 3</td><td></td></tr><tr><td>Bluetooth iletişim cihazı</td><td>SG Botic</td><td>WIR-02471</td><td></td></tr><tr><td>Kriyojenik Pompa</td><td>ULVAC</td><td>CRYO-U12HLE&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Dijital Osiloskop</td><td>Yokogawa</td><td>DLM 2054</td><td></td></tr><tr><td>Kuru Pompa</td><td>Agilent</td><td>Triscroll-600</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek çözünürlüklü lazer yer değiştirme sensörü</td><td>Micro-Epsilon</td><td>optoNCDT ILD-1420-50</td><td></td></tr><tr><td>Kütle Akış Kontrol Cihazı</td><td>MKS</td><td>MKS M100B</td><td></td></tr><tr><td>Optik Emisyon Spektrometresi</td><td>Avantes</td><td>AvaSpec-ULS2048XL-EVO</td><td></td></tr><tr><td>Servo Motor</td><td>Tower Pro</td><td>Servo Motor SG90</td><td></td></tr><tr><td>Step Motor</td><td>Oryantal Motor</td><td>PKP213D05A</td><td></td></tr><tr><td>Turbomoleküler Pompa</td><td>Pfeiffer</td><td>ATH-500M</td><td></td></tr></tbody></table>

en iyi duruma getirme, test ve kırılan hall iticileri teşhis

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

Kırılan uzay aracı ve uydular akıllı, son derece verimli ve dayanıklı düşük-itme iticileri, katılım ve ayarlama genişletilmiş, güvenilir çalışma yeteneğine gerektirir. Gazların termodinamik özellikleri ivme aracı olarak kullanan termokimyasal iticileri fiziksel sınırlamalar düşük verimlilik sonucunda onların egzoz gaz hız var. Ayrıca, bu motorlar küçük bindirmeler son derece düşük verimlilikle göstermek ve sürekli olarak uzay aracının yönlendirme, hız ve konum gerçek zamanlı adaptif kontrol sağlayan ailesi için uygun olabilir. Buna ek olarak, elektromanyetik alanlar iyonize gazların (yani, plazmaları) hızlandırmak için kullandığı elektrik itiş sistemleri egzoz hız, hemen hemen herhangi bir kitle verimlilik ve özel dürtü izin açısından fiziksel herhangi bir sınırlama yoktur. Düşük-itme Hall iticileri birkaç bin saat bir süresi vardır. Deşarj gerilim aralıkları 100 ile 300 V, nominal bir gücünü faaliyet arasında < 1 kW. Onlar 20 ila 100 mm boyutunda değişir. Büyük salon iticileri kesirler itme millinewton sağlayabilir. Son birkaç on yıl boyunca, küçük kütle, düşük güç ve yüksek verim itiş sistemleri 50-200 kg sürücü uydular için artan bir ilgi oluştu. Bu çalışmada, biz nasıl oluşturmak, sınamak ve küçük (30 mm) Hall pervane yaklaşık 50 kg ağırlığında küçük bir uydu iten yeteneğine sahip en iyi duruma getirmek için gösterecektir. Biz bir geniş alan çevre simülatörde işletim pervane göstermek ve itme nasıl ölçüleceğini tanımlamak ve plazma özellikleri, dahil olmak üzere elektrik parametreleri toplanan ve anahtar pervane parametrelerini değerlendirmek için işlenir. Biz de nasıl pervane şimdiye kadar yapılmış en verimli küçük iticileri biri yapmak için optimize edilmiştir gösterecektir. Biz de zorluklar ve fırsatlar yeni pervane malzemeleri tarafından sunulan adresi olacaktır.

İtme kalibrasyon prosedürü ve itme performans değerlendirme
İtme değerleri itme quadfilar ölçüm sahne alanı'ndan değerlendirilmesi iki aşamada gelir. Şekil 5sağında gösterilen otomatik kablosuz kalibrasyon biriminden kalibrasyon faktörleri alma yoluyla ilk aşamasıdır. Bu kalibrasyon sürecinde iyi ağırlıkları arasında bir ağırlık dikey etkileri yatay yürürlüğe için pervane quadfilar ...

Burada, sınamak ve uzay itiş sistemleri küçültülmüş Hall-türü roketleri göre en iyi duruma getirmek için bir iletişim kuralı mevcut.

En iyi duruma getirme, Test ve kırılan Hall iticileri teşhis

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

Bu sunumun genel amacı, bir zemin tabanlı uzay ortamı simülasyon tesisinde özel elektrik iticilerinin test dahil metodoloji sunmaktır. Bu yöntemler, otomatik veya uzaktan tanılama ve uzaydaki diğer yüklerin otomatik veya uzaktan tanılama ve performans değerlendirmesi için akıllı sistemleri gerçekleştirmek için donanım-yazılım entegrasyonunu içeren otomatik sistemler içeriyordu. Uzay itme merkezi, Singapur, Ulusal Eğitim Enstitüsü, Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Singapur bir araştırma merkezidir.Burada geliştirilen test ortamları farklı amaçlar için iki uzay ortamı simülasyon tesisleri içerir. Ölçekli uzay ortamı simülatörü iticilerin ömür boyu test inprimer ilk olarak istihdam edilir. İticiler, plazma hasarının imdat kanalları üzerindeki etkilerini değerlendirmek için bu tesiste uzun süre ateşlenir.ve daha sonra iticilerin ömür boyu çıkar. Quadfilar askıda aşama, farklı yüklerüzerine monte edilmiş itiş modüllerinin uzayda yerinde manevrayı nasıl etkileyebileceğinin doğru bir şekilde görüntülenmesine olanak sağlar. Bu, askıya alınan sistemdeki tüm yükün montajı ve süspansiyonu ile simüle edilir.İticiler daha sonra ateşlenebilir ve modüllerin monte edildiği askıda platform uzaydaki koşullara göre hareket ettirilir. Quadfiler sarkaç da tesviye sürecini hızlandırır, kalibrasyon ve iticiler ve modüller uzay ortamında test etmek için kurulum. Bu kurulum ile test tesisinde tüm sistemi seviyelemek ve kalibre etmek için burulma telleri üzerinde frekans modülasyonundan yararlanmak için sadece bir operatör gereklidir.Büyük ölçekli uzay ortamı simülatörü dışında dörtli askıda itme in situ türetme sağlayan itme, Modüler mekansal olarak aktive robotik problar da yapılandırılabilir eki birimleri ile montaj için özelleştirilebilir. Ayrıca büyük Space Environment Facility aynı anda performans değerlendirmesi için birden fazla itici ve tanı ekipman kurulumu için izin vermek için çok sayıda montaj noktaları ve vakum kavrama elektronik filtreler özellikleri dikkati çekiyor. Bu, test tek tek yapılacaksa, erişim yükleme ve yeniden yapılandırma işlemleri sırasında oda boşaltıldığında ve pompalandığında oluşan kesinti süresini azaltır.Şimdi tahrik üniteleri test etmeden önce quadfiler sarkaç kurulum ve kalibrasyon prosedürleri üzerinden gidecek. İlk olarak, sonraki testler için gerekli olan tüm bileşenlerin hazneye yerleştirdiğinden emin olun. Hazneyi mühürlemeden önce tanılama araçlarının bağlantısını dışarıdan test edin.Odayı mühürlemek için entegre tesis kontrolünü kullanın. Kuru pompalar, turbo moleküler pompalar ve sonra kriyojenik pompalar başlayarak basamaklı sırayla vakum pompaları açın. Aygıtlarınızı odadaki kablosuz vericilerle senkronize etmek için geliştirilen uygulamaları kullanın.Transponder'larda yanıp sönen LED yanıp sönmeyi durdurduğunda senkronizasyon işlemi tamamlanır. İstenilen vakum elde edildikten ve ilk okuma temel olarak lazer deplasman sensöründen alınır. Quadfilar sahnede kuvvet çevirisi için kalibre edilmiş ağırlığın düşürülmesini tetiklemek için geliştirilen uygulamayı kullanın.Lazer yer değiştirme sensöründen yer değiştirmeyi kaydedin. Tüm kalibrasyon ağırlıkları harcanana kadar yer değiştirme dörtel aşamasının ağırlıklarını düşürme ve kaydetme işlemini tekrarlayın. Quadfiler aşamada yüklü sistem için kalibrasyon faktörü elde etmek için bir kalibrasyon eğrisi çizin.İticiler daha sonra ateşlenebilir ve istenen parametreler ev araştırmacıları tarafından yazılmış veri toplama programı ile gerçek zamanlı olarak yakalanabilir. Alternatif olarak, motorlardan aksama sırasını ve sensörlerden veri toplama işlemini senkronize ederken kalibrasyon işlemini tam olarak otomatikleştirmek için entegre bir uygulama kullanılabilir. Şimdi, elde edilen itme parametrelerini null ölçüme bağımsız olarak doğrulama prosedürlerini ve itme ölçümleri yapıldıktan sonra duman profillerini elde etmek için mekansal olarak etkinleştirilen bir proxy'nin nasıl tetiklenebileceğini uygulayacağız.İlk olarak, denge pozisyonunda quadfiler sarkaç bir temel okuma almak. Çalışma parametrelerini itici kontrol panelinden istenilen değerlere ayarlayın ve iticiyi ateşleyin. Güven ateşlendikten sonra, dörtel sarkaçtaki salınımların stabilize olmasını bekleyin.Stabilizasyondan sonra, ağırlıkların düşürülmesini tetiklemek için null ölçüm sistemi için kontrol uygulamasını kullanın. Kuadyum evre dengeye geri harekete geçinceye kadar ağırlıklar sürekli olarak düşürülür. Denge pozisyonuna ulaşıldıktan sonra aktüasyon sırası sonlandırılır ve dörtlü sistemi dengeye getirmek için gereken kuvvet belirlenir.Daha sonra dörtgen aşamanın hareket etmesini durdurmak için bir stoper bloğu tetiklenir. Daha sonra mekansal ölçüm sondası montajında bir süpürme sekansı gerçekleştirilir. Senkronize bir dizi, her uzamsal konumdaki sondadan veri elde etmek için döngüye slenir ve buna göre analiz edilecek bir dizide saklanır.Diğer problar, tüy profillerindeki uzamsal bilgileri kullanmak için modüler eke monte edilecek şekilde özelleştirilebilir. Bu bölümde bir kalibrasyon dizisinden elde edilen tipik sonuçların yanı sıra faraday prob taraması ile elde edilen tipik tüy profillerinden geçeceğiz. Dörtel itme kuvvetinin ölçüm aşamasına kalibrasyonu, çeviri sistemi için tahrikli probu motorunun istihdamı ile yapılır.Deneysel görev sırasında itme türetme için gerekli kalibrasyon faktörleri türetmek için. Otomatik bir programın işleci tarafından tetiklenen ve dikey hareket eden ve itici ateşlendiğinde harekete geçme simüle etmek için yatay olarak çeviren ince kalibrasyon ağırlıklarını düşürmek için tetiklediği bir dizi. Yüksek çözünürlüklü lazer deplasman sensöründen ölçümler her aralıkta alınır ve sistemdeki sonraki ölçümler için kalibrasyon faktörünü elde etmek için bir kalibrasyon eğrisi çizilir.Bu şekilde, tek bir otomatik kalibrasyon işlemi sırasında çizilen tipik bir kalibrasyon eğrisi görüyoruz. Görüldüğü gibi, quadfiler sahnenin uygun hizalanması ve kurulumu, volt başına 27,65 milimetrelik bir kalibrasyon faktörü sağlayan çok doğrusal bir kalibrasyon çizimi ile sonuçlanır. Çok çeşitli kuvvetler üzerinde itme ölçümleri için standart bir şekilde ayarlanmış.Kurulum, bu kalibrasyon çiziminde gösterildiği gibi genişletilmiş rejimler için kalibrasyon ağırlıklarına uyacak şekilde de değiştirilebilir. Burulma telleri hassasiyete göre ayarlanır ve her iki rejimde de doğrusal bir kalibrasyon çizimi sağlamak için hem ince hem de rota kalibrasyon ağırlıkları dahildir. Bu şekilde türetilmiş itme için in situ ölçümlerinin bir örneği gösterilmiştir.Bu rakam, bir operatörün itme gerilimine olan bağımlılığını nasıl izleyebildiğini göstermektedir. Deney sırasında, deşarj söndürülene kadar. Dörtel itme ölçümleri aşamasını kullanarak, deşarj akımı ve uygulanan gerilimtarafından verilen çeşitli giriş gücünde tüm itici tarafından üretilen itme kuvvetini ölçebildik.Bu bilgiler sayesinde, giriş gücü ile ilgili verimlilik ve özel dürtü varyasyonelde edilebilir. Bu rakamlar, itme kuvvetinin ve özgül impulsun dört farklı kütle akış oranlarında giriş gücüne nasıl değiştiğini göstermektedir. Ve bu rakam verimliliğin giriş gücüne nasıl bağlı olduğunu gösteriyor.Sonuçlar, iticinin giriş gücünde çalışacak şekilde optimize edildiğini ve düşük akış hızlarının neredeyse %30 verimlilikle sonuçlandığını ve itici ateşlendikten sonra sistemden elde edilen güveni bağımsız olarak doğrulamak için boş bir ölçüm dizisinin tetiklendiğini göstermektedir. İtiş ateşlendiğinde, sahne sistemden elde edilen itici kuvvetin büyüklüğüne göre yerinden çıkar. Null ölçüm ünitesi, sahneyi dengeye geri döndürecek benzer bir kuvvet çeviri sistemi kullanan, kalibrasyon ünitesinin karşısına monte edilmiş simetrik bir sistemdir.Lazer deplasman sensörü ölçüm boyunca yer değiştirmeyi aktif olarak izler ve aktivasyon sistemini tetikleyerek yalnızca temel denge sağlandığında sona eren bir diziyi etkinleştirir. Bir operatör de bu şekilde gösterildiği gibi in situ plume profilleri görselleştirmek mümkün. Bu rakam, deşarj gücünün en yüksek demir akım yoğunluğunun büyüklüğünü ve tam genişliği buna göre en fazla yarıya nasıl etkilediğini gösterir.Plazmanın içsel olan fiziksel süreçlerin, malzeme sentezi sırasında kendi kendini örgütleme ve kendi kendine montajı güdüp kontrol ettiği bilinmektedir. QUT'de plazma kaynakları ve uygulama merkezi ile işbirliği içinde, bu yapı taşlarının farklı plazma koşullarında nasıl oluştuğunu, şekillendirildiğini ve yüzeylere nasıl teslim edildiklerini inceliyoruz. Bu plazma formunano yapıların nasıl çalıştığını anlayarak, zamanında ve verimli teslimat ı ve birleşmeyi sağlayan süreçleri tasarlayarak sadece onarımın gerçekten gerekli olduğu yeri ekleyebileceğimizi umuyoruz.Daha uzun ve daha verimli bir plazma tahrik sistemleri ile bize sağlar. Bu sunumda, simüle edilmiş bir uzay ortamında tahrik sistemlerinin ve konuşlandırılabilir modüllerin test edilmesi için bir tesis tasarlarken yapılan hususlara genel bir bakış sunduk. Buna ek olarak, operasyonel görev taleplerine bağlı olarak diğer değerlendirme modlarını gerçekleştirmek üzere hızla uyarlanabilen yerinde veri toplama ve analitik için mikro denetleyici tabanlı sistemleri kullanmanın çok yönlülüğünü ve güçlü yönlerini gösterdik.

optimization-test-and-diagnostics-of-miniaturized-hall-thrusters

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu protokol bir 100 tasarımını tanıtmak için hedeftir kW sınıf uygulanan alan magnetoplasmadynamic pervane ve ilgili deneysel yöntemleri.

100 KW sınıf uygulanan alan Magnetoplasmadynamic pervane

Elektrohidrostatik aktüatörlerde pompa akış özelliklerini ve tek şaftlı koaksiyel motor-pompa tertibatının performansını değerlendirmek ve motor-pompa tertibatının geniş bir çalışma koşulları kümesindeki genel verimliliği deneysel olarak araştırmak için bir simülasyon modeli oluşturduk.

Elektrohidrostatik Aktüatörlerde Tek Şaftlı Koaksiyel Motor-Pompa Düzeneğinin Modellenmesi ve Deneysel Analizi

Özellikle bir elektro-değişken deplasmanlı pompanın (EVDP) ön tasarımını destekleyen bir simülasyon modeli geliştirilmiş ve deneylerle kısmen doğrulanmıştır. Kontrol performansı, ömrü, güvenilirliği vb., EVDP ön tasarım görevi kapsamındaki ana performans gereksinimlerini kapsayan önerilen model kullanılarak değerlendirilebilir.

Elektro-Değişken Deplasmanlı Pompanın Ön Tasarımı için Bir Modelleme ve Simülasyon Yöntemi

Fotonik kristal yavaş ışığın dalga kılavuzları ve boşlukların kullanımı yaygın olarak pek çok farklı uygulamada fotonik topluluğu tarafından kabul edilmiştir. Bu cihazların Bu nedenle imalat ve karakterizasyonu büyük bir öneme sahiptir. Interferometrik (dalga kılavuzları) ve rezonans saçılması (kaviteler): Bu kağıt, yani bizim üretim tekniği ve iki optik karakterizasyon yöntemleri, özetliyor.

Fotonik Kristal Yavaş Işık Dalga Kılavuzları Ve Çürükler Üretimi ve Karakterizasyonu

Spektral olarak çözülmüş ve zaman çözümlü konfigürasyonlar dahil olmak üzere femtosaniye dört dalga karıştırma tekniği açıklanmıştır.  Bu tekniğin, doğrusal olmaması ve yüksek zamansal çözünürlüğü ile sağlanan III-V seyreltilmiş manyetik yarı iletkenlerdeki önemli fiziksel özelliklerin araştırılması için faydasını gösteriyoruz.

Femtosaniye Dört Dalga Karıştırma Kullanılarak GaMnas'ta Tutarlılık Bozulmasının Ölçülmesi

Trinitite benzer sentetik nükleer eriyik cam üretimi için bir protokol sunulmuştur.

Sentetik Nükleer Erime Cam Üretimi

Bu çalışma, senkrotron radyasyonu mikro tomografi, yıkıcı olmayan, üç boyutlu görüntüleme tekniği için, 16 X 16 mm'lik bir enine kesit alanına sahip bütün bir mikroelektronik paketi araştırmak için kullanılır. Sinkrotron yüksek akı ve parlaklık örnek bir 8.7 mikron mekansal çözünürlükte sadece 3 dakika içinde görüntülendi.

Çok ölçekli Üç boyutlu Mikroelektronik paketleri Soruşturma Sinkrotron Radyasyon Microtomography kullanma

Elektrotların ve elektrolitlerin hazırlanması ile aprotik bir Li-O2 pilin elektrokimyasal testi için bir protokol ve sık kullanılan karakterizasyon yöntemlerinin tanıtımı burada sunulmaktadır.

Protonsuz Li-O Elektrokimyasal Testi Protokol ve Karakterizasyonu<sub&gt; 2</sub&gt; Pil

Süperiletken mikrodalga rezonatörler ışık, kuantum bilgi işlem uygulamaları ve malzeme karakterizasyonu tespiti için ilgi çekicidir. Bu çalışma imalat ve süperiletken mikrodalga rezonatör saçılma parametrelerinin karakterizasyonu için ayrıntılı bir prosedür sunar.

Süperiletken Rezonatörler Fabrikasyon ve Karakterizasyonu

Tetraiodine öğretmektir (I 4 O 9) ve alüminyum (Al) oluşan bir reaktif karışımın alev hızları ölçmek için bir protokol verilmektedir. Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ile reaksiyon kinetiği çözülmesi için bir yöntem olup, aynı zamanda sunulmuştur. Ben 4 O 9 başka iyodin (V) oksit% 150 daha fazla reaktif olduğu bulunmuştur.

Reaksiyon Kinetiği ve I Yanma Dinamikleri<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; Ve Alüminyum Karışımları

Keşfedin mini Hall iticilerinin test ve optimizasyonu için otomatik tanı sistemleri kullanarak. Bu yöntem, uzay itki sistemlerinin verimliliğini artırır ve plazma hasar etkilerini değerlendirir.

En iyi duruma getirme, Test ve kırılan Hall iticileri teşhis

Daha fazla video keşfet