Name: 100 KW sınıf uygulanan alan Magnetoplasmadynamic pervane (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-12-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 47 s
Description: Keşfedin 100 kW sınıf uygulanan alan magnetoplazmadinamik itici tasarımını ve deneysel yöntemlerini. Bu yüksek güçlü elektrikli itici sistemi, gelecek uzay görevleri için verimli uzay sürüşü sağlar.

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 temel araştırma programı (No tarafından desteklenmiştir JCKY2017601C). Thomas M. York, Ohio State Üniversitesi'nde emekli Profesör yardım için teşekkür ederiz.

1. Deney için hazırlık
<ol><li>Pervane yükleyin.<ol>
<li>Bir temiz oda içinde susuz alkolle ıslatılmış roketli withnon-toz kumaş bileşenleri silin.</li>
		<li>Anot yalıtkan ile bir araya getirin.</li>
		<li>Katot katot tutucu ve katot bağlayıcı bir araya getirin.</li>
		<li>Katot kısmına anot bölümüne ekleyin.</li>
		<li>Orta bağlayıcı montaj yüklemek ve onları vida (Altıgen soket baş vida, M5 × 16) ile düzeltmek.</li>
		<li>Deney platform forklift ile bobin koltukta kurmak.</li>
		<li>Vakum odasının Kılavuzu demiryolu deney platformda bir yer.</li>
		<li>Pervane bobin yükleyin.</li>
		<li>Anot ve katot karşılık gelen elektrik kabloları ile bağlantı.</li>
		<li>Manyetik bobin bobin güç kaynağı ile bağlantı.</li>
		<li>Gereksinimi borular ve yakıt kaynağı boru pervane ile katılın.</li>
		<li>Gereksinimi borular bobin ile katılın.</li>
		<li>Odası ve ana gövdesi itme, stand düzeltme içinde hareketli platform üzerinde kurmak.</li>
		<li>Pervane ve hedef satırları birbirleri ile aynı tarihte denetim yapmak için radyal hareketli platform konumunu ayarlamak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>İtme stand kalibre.<ol>
<li>Farklı ağırlıklar (10 g, 50 g, 100 g, 200 gr), tek tek ayarlama aygıtının ve buna karşılık gelen kaydı itme stand çıkış yükleyin.</li>
		<li>Ağırlık tek tek kaldırın.</li>
		<li>En az üç kez tekrarlayın.</li>
		<li>Kalibrasyon verilerine göre itme stand elastik katsayısını hesaplar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Vakum odası tahliye edin.<ol>
<li>Odasının kapısını kapatın.</li>
		<li>Mekanik pompa başlatın.</li>
		<li>Arka plan basınç odasında 5'ten düşük olduğunda moleküler pompa başlatmak baba.</li>
		<li>Arka plan basınç odasında 0,05 düşük olduğunda Kondansat pompaları başlatmak baba.</li>
		<li>1 x 10-4 baba. ulaşmak için baskı için bekleyin</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. ateşleme ve itme ölçüm deney
<ol><li>Eğer havaya maruz kalan pervane onceden.<ol>
<li>Sinyal kaydetmeye başlamak.</li>
		<li>40 mg/s yakıt kütle akış oranını ayarlamak ve en az 20 dakika için tedarik tutmak</li>
		<li>Soğutma su kaynağını açın.</li>
		<li>Su pompaları, 10 Hz soğutma çalışma sıklığını belirleme.</li>
		<li>İtme stand pervane uzak konuma taşıyın.</li>
		<li>90 A. bobin akımı bobin güç kaynağıyla geçiş</li>
		<li>Deşarj akımı 240 A. itici güç kaynağıyla geçiş</li>
		<li>Ateşleme güç kaynağında geçin.</li>
		<li>En az 5 dakika için çalışma pervane tutun.</li>
		<li>İtici güç kaynağı ve yakıt kaynağı geçiş yapar.</li>
		<li>Durmak belgili tanımlık yazmak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>İtme ölçüm<ol>
<li>İtme stand pervane 550 mm konuma getirin.</li>
		<li>Sinyal kaydetmeye başlamak.</li>
		<li>Yakıt kaynağı başlatın.</li>
		<li>Pervane ile 90 A bobin geçerli ve 240 A deşarj geçerli tutuşturmak.</li>
		<li>Bobin 150 A. geçerli artırmak</li>
		<li>800 A. geçerli deşarj artırmak</li>
		<li>230 A. geçerli bobin artırmak</li>
		<li>İtme stand çıkışını istikrarlı hale geldiğinde pervane geçin.</li>
		<li>Yakıt kaynağı durdurmak.</li>
		<li>Durmak belgili tanımlık yazmak.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Kodys, A., Choueiri, E. A Critical Review of the State-of-the-Art in the Performance of Applied-field Magnetoplasmadynamic Thrusters. AIAA/ASME/SAE /ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, , AIAA paper 2005-4247 (2005).</li>
<li>Arakawa, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromagnetic+Effects+in+an+Applied-field+Magnetoplasmadynamic+Thruster%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+%26+Power%22%5BJournal%5D)">Electromagnetic Effects in an Applied-field Magnetoplasmadynamic Thruster.</a> Journal of Propulsion & Power. 8 (1), 98-102 (1992).</li>
<li>Myers, R., Lapointe, M., Mantenieks, M. MPD thruster Technology. Conference on Advanced SEI Technologies, , AIAA paper 91-3568 (1991).</li>
<li>Myers, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applied-field+MPD+thruster+performance+with+hydrogen+and+argon+propellants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+%26+Power%22%5BJournal%5D)">Applied-field MPD thruster performance with hydrogen and argon propellants.</a> Journal of Propulsion & Power. 9 (5), 781-784 (1993).</li>
<li>Albertoni, R., Rossetti, P., Paganucci, F., Andrenucci, M. Experimental Study of a 100-kW class Applied-Field MPD Thruster. 32nd International Electric Propulsion Conference, , IEPC-2011-110 (2011).</li>
<li>Lapointe, M., Strzempkowski, E., Pencil, E. High Power MPD Thruster Performance Measurements. AIAA paper 2004-3467, , (2004).</li>
<li>Tahara, H., Kagaya, Y., Yoshikawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+and+Acceleration+Process+of+Quasisteady+Magnetoplasmadynamic+Arcjets+with+Applied+Magnetic+Fields%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+and+Power%22%5BJournal%5D)">Performance and Acceleration Process of Quasisteady Magnetoplasmadynamic Arcjets with Applied Magnetic Fields.</a> Journal of Propulsion and Power. 13 (5), 651-658 (1997).</li>
<li>Tahara, H., Kagaya, K., Yoshikawai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Applied+Magnetic+Fields+on+Performance+of+a+Quasisteady+Magnetoplasmadynamic+Arc%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+and+Power%22%5BJournal%5D)">Effects of Applied Magnetic Fields on Performance of a Quasisteady Magnetoplasmadynamic Arc.</a> Journal of Propulsion and Power. 11 (2), 337-342 (1995).</li>
<li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+Effective+Voltage+in+Applied-Field+MPD+Thrusters%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Increasing the Effective Voltage in Applied-Field MPD Thrusters.</a> Journal of Physics D Applied Physics. 51, 085201(2018).</li>
<li>Myers, R., Mantenieks, M., Sovey, J. Geometric Effects in Applied-field MPD Thrusters. 21st International Electric Propulsion Conference, , AIAA paper 1990-2669 (1990).</li>
<li>Myers, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometric+Scaling+of+Applied-Field+Magnetoplasmadynamic+Thrusters%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+and+Power%22%5BJournal%5D)">Geometric Scaling of Applied-Field Magnetoplasmadynamic Thrusters.</a> Journal of Propulsion and Power. 11 (2), 343-350 (1995).</li>
<li>Mikelides, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applied-Field+Magnetoplasmadynamic+Thrusters%2C+Part+2%3A+Analytic+Expressions+for+Thrust+and+Voltage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Propulsion+and+Power%22%5BJournal%5D)">Applied-Field Magnetoplasmadynamic Thrusters, Part 2: Analytic Expressions for Thrust and Voltage.</a> Journal of Propulsion and Power. 16 (5), 894-901 (2000).</li>
<li>Nakata, D., et al. Experimental Study for the Optimal Electrode Geometry in an MPD Thruster. 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Aerospace Sciences Meetings. Nevada), , AIAA 2007-2589 (2007).</li>
<li>Kurtz, H., Auweter-Kurtz, M., Merke, W., Schrade, H. Experimental MPD thruster investigations. 19th International Electric Propulsion Conference. AIAA paper 87-1019, , AIAA paper 87-1019 (1987).</li>
<li>Blackstock, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experiments+Using+a+25-kW+Hollow+Cathode+Lithium+Vapor+MPD+Arcjet%5BTitle%5D)+AND+%22AIAA+Journal%22%5BJournal%5D)">Experiments Using a 25-kW Hollow Cathode Lithium Vapor MPD Arcjet.</a> AIAA Journal. 8 (5), 886-894 (1970).</li>
<li>Krulle, G. Characteristics and local analysis of MPD thruster operation. AIAA Electric Propulsion and Plasmadynamics Conference. AIAA paper, , AIAA paper 1967-672 (1967).</li>
<li>Malliaris, A. C., Libby, D. R. Velocities of Neutral and Ionic Species in a MPD Flow. In AIAA 7th Aerospace Sciences Meeting, , AIAA paper 1969-1109 (1969).</li>
<li>Wang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+thrust+measurement+for+applied-field+magnetoplasmadynamic+thruster%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Target thrust measurement for applied-field magnetoplasmadynamic thruster.</a> Measurement Science & Technology. 29, 075302(2018).</li>
<li>Tikhonov, V. B., Semenikhin, S. A., Brophy, J. R., Polk, J. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTikhonov%2C+VB+%22The+Experimental+Performance+of+the+100-kW+Li+MPDT+with+External+Magnetic%22">The Experimental Performance of the 100-kW Li MPDT with External Magnetic</a>. , IEPC-95-105 (1995).</li>
<li>Burkhart, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBurkhart%2C+JA+%22Low+environmental+pressure+MPD+arc+tests%22">Low environmental pressure MPD arc tests</a>. , AIAA paper 67-685 (1967).</li>
<li>Boxberger, A., Jüstel, P., Herdrich, G. Performance of 100 kW Steady State Applied-Field MPD Thruster. Int. Symp. on Space Technology and Science, Matsuyama, Japan, , (2017).</li>
<li>Malliaris, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+Quasi-Steady+MPD+Thrusters+at+High+Powers%5BTitle%5D)+AND+%22AIAA+Journal%22%5BJournal%5D)">Performance of Quasi-Steady MPD Thrusters at High Powers.</a> AIAA Journal. 10 (2), 121-122 (1972).</li>
<li>Knudsen, B. M. The Kinetic Theory of Gases (London:Methuen). , 26-27 (1950).</li>
<li>Auweter-Kurtz, M., Krulle, G., Kurtz, H. The Investigation of Applied-Field MPD Thrusters on the International Space Station. 25th Electric Propulsion Conference, , IEPC-97-116 (1997).</li>
<li>Connolly, D., Sovie, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+background+pressure+on+magnetoplasmadynamic+thruster+operation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Spacecraft+and+Rockets%22%5BJournal%5D)">Effect of background pressure on magnetoplasmadynamic thruster operation.</a> Journal of Spacecraft and Rockets. 7 (3), 255-258 (1970).</li>
<li>Esker, D., Kroutil, J., Sedrick, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEsker%2C+D+%22Cathode+Studies+of+a+Radiation+Cooled+MPD+Arc+Thruster%22">Cathode Studies of a Radiation Cooled MPD Arc Thruster</a>. , AIAA paper 1970-1083 (1970).</li>
<li>Myers, R. Plume characteristics of MPD thrusters - A preliminary examination. 25th Joint Propulsion Conference, , AIAA paper 89-2832 (1989).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı ateşleme, işlem ve 100 kW uygulanan sınıf alan MPD roket itici bir itme ölçümü işlemlerini açıklar. En iyi performans için bir MPD pervane tasarımında önemli nokta belirli amaç göre doğru yapılandırma seçmektir. Iraksak yakınsak anot MPD itici roketler kararlı durum geniş çalışma aralığı olarak işlev görebilir. Ancak, performansı farklı anot ile pervane daha düşük olabilir. Oyuk katot, özellikle çok kanallı oyuk katot, pek çok yönden içinde geleneksel çubuk katot üstündür. Oyuk katot uygulanması pervan...

MPD iticiler bir nispeten yüksek itme yoğunluğu ve yüksek özel dürtü1,2,3için bilinen. Ancak, MPD iticileri tipik itme verimliliği1 göreceli olarak düşük, özellikle İtici motorları noble gazlar4,5,6ile biridir. Çoğu MPD motorlar için yakıt akışının bir parçası bir yarık anot ve katot7,8 , radyal bir bileşen toplam deşarj önemli bir bölümünü sonuç ile arasında deşarj odasından içine enjekte edilir. Ancak, itme oluşturmak için radyal kinetik etkileri fiziksel bir meme veya manyetik bir meme ile Aksiyel kinetik hareket halinde dönüştürülmesi gerekir. Buna göre bir ana yeni tasarım MPD pervane bütün itici radyal deşarj etkisizleştirmek için hareket edebilir katot sağlanan özelliğidir; Bu şekilde, eksenel enerji oranı artabilir. Plazma anot etrafında Hall parametresinde Hall ivme bileşen9güçlendirebilir anot çevresinde sayı yoğunluğu azaltmak tarafından artırılabilir o eklenen bir etkisi vardır. İtici nerede ilk elektron büyük miktarlarda enjeksiyon Bu modda yayılan katot iç yüzeyine yakın olduğundan, itici iyonlaşma oranı büyük ölçüde artırılabilir. Ayrıca, anot uzunluğu duvar-plazma bağlantı alanı azaltmak ve anot güç ifade10,11azaltmak için minimize. Farklı bir anot uygulandığı gibi bu anot ve manyetik alan çizgileri arasındaki açı azaltmak ve anot güç ifade daha fazla12,13azaltmak.
Performansı artırmak için yukarıda belirtilen avantajları rağmen katot enjeksiyonla tam yakıt kaynağı "başlangıcı" olayları14' te oluşabilir anot açlık riski artırabilir. Bu davranışı engellemek için katot anot üsse geri çekildi. Elektron sonra yeterince anot açlık azaltmak için hareket edecek anot çıkış ayrılmadan önce radyal yönde yaygın. Ayrıca, çok kanallı bir oyuk katot benimsenmiştir; tek kanal içi boş katot için karşılaştırıldığında, çok kanallı bir oyuk katot elektron emisyon alan artırmak ve itici dağıtımını daha düzgün hale getirebilirsiniz. Bu değişiklik ile ömür boyu ve pervane kararlılığını artan15,16,17olabilir.
100 tasarlanmış itici güçtür kW ve soğutma bir yapı ile kararlı duruma işlemi gereklidir. Mevcut laboratuvar deneylerinde verimli bir gereksinimi yapısı istihdam edilmektedir. Ancak, MPD pervane tasarım performansını değerlendirmek için itme elde etmek için önemlidir. Isı transferi uygulanması için yüksek basınçlı su sistemi ile hangi-ebilmek yaratmak önemli etkileşim geleneksel itme ölçümleri kullandıysanız böyle soğutma işlemi sırasında güçlü titreşim olacak. Buna göre bir itme hedef stand itme ölçmek için istihdam edilmektedir.
MPD pervane
Şekil 1' de gösterildiği gibi MPD pervane anot, katot ve yalıtkan oluşur. Anot bakır hangi en az iç çapı 60 mm olan silindirik bir ıraksak meme ile yapılır. Anot iç duvar civarında S şeklinde bir soğutma kanalı vardır. Giriş ve çıkış kanal anot üst kısmında bir bölme ile ayrılmış bulunmaktadır. Bir ince bakır blok anot ve elektrik kablo bağlamak için istihdam edilmektedir. Kavşak anot dış yüzeyi üzerinde yer alır.
Tantal akkor lamba ışığı, dokuz yakıt kanalları katot malzemedir. Katot dış çapı 16 mm olduğunu. Soğutma Katot katot tabanı etrafında bir gereksinimi sahibi ile elde edilir. Bir halka şeklinde kanal sahibi içinde vardır. Soğuk su alt ve üstten dışarı akışı sahibinden içine enjekte edilir. Katot sol tarafında bir oyuk katot bağlayıcı vardır. Merkezi bağlantılarının ve oyuk katot odasına yakıt akıyor; Dokuz Dar silindirik kanal ile bağlanma katot Üssün içinden büyük bir boşluk vardır. Kavite dokuz kanalları yakıt dağıtım tekdüzelik artırmak için bir tampon görevi görür. Katot katot bağlayıcı yüklü bir annüler bakır blok, Elektrik kablosuyla bağlanır.
Pervane ana gövdesini ek olarak, harici bir manyetik bobin da AF-MPD pervane mekanizmaları için alanları oluşturmak gereklidir; manyetik alanları ile birlikte elektrik alanı plazma hızlandırmak için farklı yakınsak bir manyetik alan sağlar. 288 turnike geçiş için her iki elektrik mevcut ve soğutma suyu olarak hareket dairesel bakır boru alan bobin oluşur. Dış çapı 500 mm iç çap bobin 150 mm iken. Ortasındaki en yüksek alan şiddeti 0,25 T ile 230 A. mevcut olduğunu
Deney sistemi
Deney sistemi altı alt sistemleri içerir. Deneysel sistemin genel düzenini Şematik diyagramı Şekil 2' de gösterilen; vakum odası içinde pervane yerleşimini Şekil 3' te gösterilmiştir.
İlk olarak, bir vakum odası, iki mekanik pompa, bir moleküler pompa ve dört kriyojenik pompalar pervane operasyon için gerekli vakum ortamı sağlar, vakum sistemi oluşur. Odası çapı 3 m ve 5 m uzunluğundadır. Ortam basıncı 0,01 altında tutulabilir (argon) barut akış hızı en fazla 40 mg/s olduğunda Pa.
İkinci olarak, bu kaynak sistem roket tutuşturmak için bir yüksek gerilim darbe için plazma hızlandırmak itici güç sağlar ve dış manyetik alan sürdürebilmek manyetik alan bobin için güç sağlar sağlar. Güç kaynağı sistemi bir ateşleme güç kaynağı, bir itici güç kaynağı, bir bobin güç kaynağı ve kabloları oluşur. Ateşleme güç kaynağı 8 sağlayabilir kV veya 15 kV deşarj gerilim. Bir akım kadar 1000 A. itici güç kaynağı sağlar Bobin güç kaynağı bir akım ilâ 240 A. sağlar.
Üçüncü olarak, yakıt besleme sistemi gaz itici roketler için beslenir. Sistem esas olarak gaz kaynak içerir, kütle akış hızı denetleyicisi ve gaz boru hatları kaynağı.
Dördüncü alt sistemi serin yüksek basınçlı su itici, manyetik bobin ve güç kaynakları ısı alışverişi sağlar gereksinimi sistemidir. Şekil 4' te gösterildiği gibi sistem pompa grubu, su deposu, buzdolabı, su boru hatları ve pompa kumandası oluşur. Vakum odası içinde olmayan iletken borular soğutma su terminal pervane ve manyetik bobin için sağlamak ve anot, katot ve zemin arasında o elektrikli yalıtım sağlar.
Satın alma ve kontrol sistemi pervane operasyon koşulları ve denetim diğer sistemlerin ölçme sinyalleri kaydedebilirsiniz. Üç bilgisayar ve ilgili yazılım, veri alma kartı ve kabloları oluşur.
Şekil 5' te gösterildiği gibi itme hedef stand plaka hedef, ince ışın, deplasman sensör, destek çerçeve, eksenel hareket ettirilebilir platformu ve radyal hareketli platform oluşur. Hedef hedef iter plazma geçirebilir. Hedef deplasman itme18değerlendirilmesi olanaklı kılmak bu şekilde hedef arkasına yerleştirilen bir sensör tarafından ölçülebilir.

<table><tbody><tr><td>Kriyojenik</td><td>Pompalar Brooks Otomasyon</td><td></td><td>Pompalama hızı: 10000L/s</td></tr><tr><td>Deplasman Sensörü</td><td>Panasonic</td><td>HG-C1030</td><td>Tekrarlama hassasiyeti: 10 & mu; m Doğrusallık: &plusmn; % 0.1 FS</td></tr><tr><td>Kütle Akış Hızı Kontrol Cihazı</td><td>Brooks Otomasyon</td><td></td><td>Aralığı: 0-120mg/s</td></tr><tr><td>Moleküler Pompa</td><td>Oerlikon</td><td></td><td>Pompalama hızı: 2100L/s</td></tr><tr><td>Hareketli Bitki Formu</td><td>Pekin Weina Guangke Otomasyon ekipmanları Co., Ltd.</td><td></td><td>Aralık: 0-2000mm</td></tr><tr><td>Plastik Su Boruları</td><td>Xingye Xingye floroplastik (Jiaxing) Co., Ltd.</td><td></td><td>Nihai basınç: 4.5MPa</td></tr><tr><td>İtici Argon</td><td>Pekin Huanyu Hinghui Gaz Technology Co., Ltd.</td><td></td><td>Saflık:% 99,999</td></tr> <tr><td>Buzdolabı</td><td>Pekin Jiuzhou Tongcheng Technology Co., Ltd.</td><td></td><td>Soğutma gücü: 45kW</td></tr><tr><td>Su Pompaları</td><td>Liaocheng vanguard Motor Co., Ltd.; Şanghay insan pompası sanayi grubu Manufacturing Co., Ltd.; Nanfang Pompa Limited şirketi</td><td></td><td>Maksimum Çıkış basıncı: Santrifüj pompa: 1MPa Dalgıç pompa: 10MPa</td></tr></tbody></table>

100 kw sınıf uygulanan alan magnetoplasmadynamic pervane

A 100 KW Class Applied-field Magnetoplasmadynamic Thruster

Uygulanan alan magnetoplasmadynamic (AF-MPD iticileri) hibrid gaz pedalı içinde hangi elektromanyetik iticiler ve gaz dinamik süreçler plazma için yüksek hız hızlandırmak; Onlar yüksek özel dürtü önemli avantajları ile gelecekteki uzay uygulamaları için önemli bir potansiyel var ve yoğunluk itme. Bu yazıda, tasarlama ve yapıları, 130 V en fazla deşarj gerilim, 800 A maksimum basma geçerli ve bir 0,25 T en güçlü manyetik alan yüzgeçlerini ile AF-MPD itici bir 100 kW sınıf üretim için kullanılan protokol bir dizi mevcut. İçi boş Tantal tungsten katot radyal deşarj etkisizleştirmek için sadece yakıt giriş davranır ve bu eksenel anot arkatarafında anot açlık rahatlatmak için yerleştirilir. Silindirik ıraksak Bakır anot anot güç biriktirme, nerede uzunluğu duvar-plazma bağlantı alanı azaltmak için azaltılmış azaltmak için istihdam edilmektedir. Deneylerde kullanılan bir vakum bir çalışma vakum 0.01 elde edebilirsiniz sistem Pa bir toplam yakıt kitle akış oranı 40 mg daha düşük/s ve bir hedef itme stand. Pervane testler uygun analiz izin veren ve performans yakıt akış oranları, basma geçerli ve uygulanan manyetik alan gücü gibi çalışma parametreleri etkilerini ölçmek için yapılmıştır. Pervane sürekli oyuk katot yüzeyinde küçük erozyon ile önemli bir süre için ameliyat. 100 en büyük itici güçtür kW ve bu su soğutmalı yapılandırmasının performansını bu literatürde bildirilen iticileri ile karşılaştırılabilir.

Deneyinde, biz deşarj akımı (ID) kontrol, yakıt kütlesi rate(m) akışı ve manyetik alan (Ba) uygulanır. Operasyonda, biz deşarj gerilim (Vd) değerini ölçmek ve (T) itme, baz biz-ebilmek almak diğer performans parametreleri gücü (P), özel dürtü (ISS) gibi ve verimlilik (η)1itme.
Tipik bir sinyal deşarj gerilim Şekil 6' da gösterilmiştir. Güç kaynağı başlatılması bir açık-voltaj...

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

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate ...

Bu protokolün amacı 100 kilowatt sınıfı uygulamalı alan manyetoplazmadinamik itici ve göreceli deney yöntemi tasarımı tanıtmaktır. Manyetoplazmadinamik itici, yani MPD itici, tipik bir elektrik hızlandırıcısıdır. Yüksek özgül itiş gücü ve yüksek itici yoğunluğu ile bilinir ve gelecekteki yüksek güçlü uzay görevlerimizdeki ana itici gücümüzün birincil adayları olarak kabul edilir.Bu makalede, 100 kilowatt sınıfı uygulamalı alan MPD itici, göreceli bir itici deney tutmak için gerekli deney sistemleri ve bu deneyi bitirmek için operasyon adımları bir tasarım tanıtacak. İtici tasarımı. İtici esas olarak anod, katot ve yalıtkan oluşur.Anod, minimum iç çapı 60 milimetre olan, silindiri farklı bir meme ile bakırdan yapılmıştır. Katot tantal tungsten dokuz itici kanal ile inşa edilmiştir, dış çapı 16 milimetre olan. Sol tarafta içi boş bir katot konektörü var.İtici konektörün merkezinden akar ve içi boş katota ulaşır. Katot tabanının içinde dokuz silindirik kanala bağlanan büyük bir oyuk vardır. Boşluk dokuz kanalda itici dağılımının düzgünlüğünü artırmak için bir tampon görevi görür.Katot, katot konektörü etrafında kurulu bir anüler bakır blok ile elektrik kablosuna bağlanır. Itici ana gövdesinin yanı sıra, mpd itici çalışması için harici manyetik bobin de gereklidir. Bobin, hem elektrik akımı hem de soğutma suyu için geçiş görevi gören 288 döner daire bakır borulardan oluşur.Bobinin iç çapı 150 milimetre, dış çapı ise 500 milimetredir. Merkezdeki en yüksek alan gücü 0.25 telsa'dır. Deney sistemi.Deney sistemi, esas olarak altı alt sistemi içeren deney için gerekli koşulları sağlar. İlk olarak, vakum sistemi itici için gerekli vakum ortamını sağlar. Ve odanın çapı üç metre, uzunluğu ise iki metredir.Ortam basıncı 0.01 pascal altında koruyabilir. İkincisi, güç kaynağı sistemi. Güç kaynağı sistemi ateşleme güç kaynağı, itici güç kaynağı, bobin güç kaynağı ve kablolardan oluşur.Ateşleme güç kaynağı sekiz kilovolt veya 15 kilovolt deşarj gerilimi sağlayabilir. İtici güç kaynağı 1.000 amper kadar doğru akım sağlar. Bobin güç kaynağı 240 amper kadar doğru akım sağlar.Üçüncüsü, iticiler için gaz iticisini besleyen itici besleme sistemidir. Bu sistem ağırlıklı olarak gaz kaynağı, kütle akış hızı denetleyicisi ve gaz besleme boru hatlarını içerir. Dördüncüsü, itici, manyetik bobin ve güç kaynaklarının ekstra ısı değişimi için yüksek basınçlı su sağlayan su soğutma sistemidir.Daha sonra, itici çalışma koşullarının sinyallerini kaydedip diğer sistemleri kontrol edebilen satın alma ve kontrol sistemidir. Sonuncusu, itme kuvvetini ölçmek için kullanılabilecek hedef itme ölçüm sistemidir. Hedef itme standı esas olarak plaka hedef, ince ışın, deplasman sensörü, destek çerçevesi, eksenel hareketli platform ve radyo hareketli platform oluşur.Plazma hedef tarafından engellenebilir ve hedef plazma tarafından itilir. Hedefin yer değiştirmesi, hedefin arkasına yerleştirilen sensör le ölçülebilir. Bu şekilde, itme değerlendirmek olabilir.Deneye hazırlık. İtici yi tonuyla. Temiz bir odada alkol ile itici bileşenleri silin.Anoşu yalıtkanla birleştirin. Katot, katot tutucu ve katot konektörü bir araya getirin. Katot kısmını anod kısmına ekleyin.Orta konektörü montaja törleyin ve vidalarla düzeltin. Forklift ile deney platformunda bobin koltuğunu kurun. Deney platformlarını vakum odasının kılavuz rayı üzerine yerleştirin.İticiyi bobinin üzerine titretin. Anodu ve katodu ilgili elektrik kablolarıyla bağlayın. Manyetik bobini bobin güç kaynağına bağla.Su soğutma boruları ve itici ile itici besleme borusu katılın. Bobin ile su soğutma boruları katılın. Oda nın içine hareketli platform yükleyin ve üzerinde itme standı ana gövdesi düzeltmek.İticinin merkez hattını ve hedefin birbirleri ile kabul etmesini sağlamak için hareketli platformun konumunu ayarlayın. O zaman itme standında işbirliği yapacağız. İlk olarak, işbirliği cihazına farklı ağırlıklar yükleyin ve itme standının ilgili çıktısını kaydedin.İşlemi en az üç kez tekrarlayın. Daha sonra kalibrasyon verilerine göre itme standının elastik katsayısını hesaplayabiliriz. Vakum odasını vakumla.Odanın kapısını kapatın. Mekanik pompaları çalıştırın. Odadaki arka plan basıncı beş pascal'dan düşük olduğunda moleküler pompaları çalıştırın.Haznedeki arka plan basıncı 0,05 pascal'dan düşük olduğunda kriyojenik pompaları çalıştırın. Basıncın eksi dört pascal'ın gücüne 10'a ulaşmasını bekleyin. Ateşleme ve itme ölçüm deneyi.İtici havaya maruz kaldıysa iticiyi önceden ısıtmalıyız. Sinyali kaydetmeye başla. Itici kütle akış hızını 40 miligram olarak ayarlayın ve en az 20 dakika tedarik etmeye devam edin.Soğutma suyu teminini açın. 10 hertz anod ve katot su soğutma pompaları çalışma frekansı ayarlayın. İtme standını iticiden uzak pozisyona taşıyın.90 amper bobin akımı ile bobin güç kaynağını açın. 240 amperde deşarj akımı ile itici güç kaynağını açın. Ateşleme güç kaynağını açın.İticien az beş dakika çalışır tutun. İtici güç kaynağını ve itici beslemeyi kapatın. Yeniden kodlamayı durdurun.Ön ısıtmadan sonra itme ölçümü yapabiliriz. İtme standını iticiden 550 milimetre uzaklıktaki pozisyona taşıyın. Sinyali kaydetmeye başla.Yakıt tedarikine başlayın. 90 amper bobin akımı ve 240 amper deşarj akımı ile itici tutuşturur. Bobin akımını 90 amper'e yükseltin.Daha sonra, 800 amper deşarj akımı nı artırmak. Daha sonra bobin akımını 230 amper'e yükseltin. İtme standının çıkışı sabitolduğunda itici kuvveti kapatın.İticinin tedarikini durdurun. Yeniden kodlamayı durdurun. Temsili sonuçlar.Deneylerde, deşarj akımını, itici kütle akış hızını ve uygulanan manyetik alanı kontrol ediyoruz. Daha sonra güç, özel impuls ve itme verimliliği gibi diğer performans parametresini alabileceğimiz deşarj gerilimi ve itme kuvvetinin değerini ölçeriz. Bu şekilde tipik bir deşarj gerilimi sinyali gösterilmiştir.Güç kaynağını çalıştırdıktan sonra, nötr itici yi kırmak için itici üzerinde yüksek voltaj kullanılacaktır. Ateşlemeden sonra, voltaj sürekli bir değere eğilimleri ve temelde sabit tutar. O zaman ateşlemenin başarılı olduğunu söyleyebiliriz.Tipik bir itme ölçüm sonucu bu şekilde gösterilir. Itici noktasının sinyalini, sıfır itme noktası olarak kabul edilen itici beslemeden önce kaydetmeye başlıyoruz. İtici tedarik ettikten sonra hafif bir itiş gücü olacak.Ateşlemeden sonra büyük bir salınım olacak. Sonra itme sabit bir değer eğilimindedir. Değeri 50 milinewton olan hedefin termal deformasyonu nedeniyle sıfır sürüklenme olacaktır.Sürüklenme sonucu oluşan hata %1'den fazla değildir Bu rakam yarım saatlik çalışma devam ı sırasında deşarj özelliklerini gösterir. İticinin ateşlemeden sonra hızla sabit bir şekilde sabit hale geldiğini ve bu dönemde gerilimin çok stabil olduğunu finanse ediyoruz. Bu şekil, deneylerden önce ve sonra tantal tungsten içi boş katot görünüm değişiklikleri gösterir.Toplam deneme süresi 10 saatten fazladır. Katotun dış yüzeyinde eşit olarak eşit olarak dağıtılan hafif bir erozyon bulabiliriz, bu da iticinin 10 saatten çok daha uzun bir süre çalışma potansiyeline sahip olduğu anlamına gelir. Çalışmaya devam testinden sonra, iticinin 50 ila 100 kilowatt güç aralığındaki performansını araştırdık.En iyi performans 99.5 kilowatt'ta elde edilirken, itme kuvveti 3,052 milinewton'dur. Özgül impuls 4, 359 saniyedir ve itme verimi %67'dir. İtici en iyi performansa ulaştığında arka plan basıncının 0,2 pascal olduğu dikkat çekicidir. Ölçülen performans, yüksek basıncın etkisiyle gerçek değerden daha yüksek olabilir.Test edici tantal tungsten yapılır ve operasyon direncigösterir. Gaz gücü 100 kilowatt 3, 050 milinewton bir itme ile, 4, 300 saniye özgü itiş ve% 67 verimliliği

a-100-kw-class-applied-field-magnetoplasmadynamic-thruster

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu film, atmosferik bir plazma meşalesinin ek ateşleyici olmadan mikrodalgalar tarafından nasıl ateşlenebileceğini gösterir ve birçok uygulama için uygun, kararlı ve sürekli bir plazma işlemi sağlar.

Nasıl herhangi bir ilave Ateşleyici olmadan bir Atmosferik Basınç Mikrodalga Plazma Torch tutuşturmak için

Bu makale, CO 2 , N 2 ve CH 4 gibi kararlı moleküllerin dönüştürülmesi / etkinleştirilmesi için etkin olmayan denge kimyası oluşturmak için kullanılan akıcı bir mikrodalga reaktörü anlatıyor. Burada açıklanan prosedürün amacı, yerinde gaz sıcaklığı ve gaz dönüşümünü ölçmektir.

Verimli Yüksek Sıcaklık Kimyası İçin Denge Dışı Mikrodalga Plazma

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

Biz bir 233U kaynaktan ısotopically saflaştırılmış düşük enerji 229TH iyon ışın nesil için bir protokol sunuyoruz. Bu İyon ışını, iç-dönüşüm çürüğü kanalı ile 229mTH toprak durumu çürümesi doğrudan tespiti için kullanılır. Ayrıca, 229mTH iç dönüşüm ömrünü de ölçüyoruz.

229mTH çalışmalar Için ısotopically Pure 229TH iyon ışın hazırlanması

Bu protokol, sofistike bir dağıtım ve izleme sistemi kullanarak manyetik nanopartikül hipertermisinin doğru bir şekilde verilmesi için gerekli teknikleri ve metodolojiyi sunar.

Özel Yapım Bir Dağıtım Sistemi Kullanarak Manyetik Nanopartikül Hipertermisinin In Vitro ve In Vivo Teslimatı

Burada, rabdomiyosarkom fare modelinde sıcaklığa duyarlı lipozomlardan ilaç salınımını tetiklemek için manyetik rezonans rehberliğinde yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason tarafından üretilen kontrollü hipertermiyi kullanmak için bir protokol sunulmaktadır.

Manyetik Rezonans Rehberliğinde Yüksek Yoğunluklu Odaklanmış Ultrason Tarafından Üretilen Hipertermi: Bir Murin Rabdomiyosarkom Modelinde Uygulanabilir Bir Tedavi Yöntemi

Bu çalışma, farmasötikler ve per- ve polifloroalkil maddeler (PFAS) dahil olmak üzere sudaki mikro kirleticilerin bozunması için bir Hiperbolik Vorteks Plazma Reaktörü içinde altı farklı tipte plazma deşarjının üretilmesi için metodolojiyi sunmaktadır.

Sudaki mikro kirleticilerin giderilmesi için hiperbolik bir vorteks plazma reaktörünün uygulanması

Kütle spektrometrisi ile tüm türlerin çevrimiçi analizi ile laboratuar ölçekli alevden gaz örnekleme yanma süreçleri sırasında meydana gelen kimyasal bileşiklerin kompleks bir karışımı araştırmak için güçlü bir yöntemdir. Sinkrotron oluşturulan vakum ultraviyole radyasyon yoluyla ayarlanabilir yumuşak iyonizasyon ile birleştiğinde, bu teknik izomer-çözüldü bilgi ve potansiyel fragmanı-serbest kütle spektrumları sağlar.

İleri Işık Source Alev Deneyler: İs Oluşumu Süreçlerinin içine Yeni Trendleri

Protein fonksiyonunun temel adımları, özellikle omurga konformasyonel değişiklikleri ve proton transfer reaksiyonları, genellikle mikrosaniye ila milisaniye zaman ölçeğinde gerçekleşir. Bu dinamik süreçler, özellikle işlevi ışık tarafından tetiklenen proteinler için, zaman çözümlü adım taramalı Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile incelenebilir.

Tarafından Işığa Proteinler Proton Transferi ve Protein Konformasyon Dynamics Zamanda çözülmüş kızılötesi spektroskopi Fourier-dönüşümü Step-tarama

Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanarak bir protein fotoreseptörünün yapısını araştırmak için bir yöntem bu yazıda açıklanmıştır. PeakForce Kantitatif Nanomekanik Özellik Haritalama (PF-QNM), mika yüzeyindeki bozulmamış protein dimerlerini ortaya çıkarır.

PeakForce Kantitatif Nanomekanik Gayrimenkul Eşleme Kullanma Kırmızı Işık fotoreseptör Atomik Kuvvet Mikroskobu

Keşfedin 100 kW sınıf uygulanan alan magnetoplazmadinamik itici tasarımını ve deneysel yöntemlerini. Bu yüksek güçlü elektrikli itici sistemi, gelecek uzay görevleri için verimli uzay sürüşü sağlar.

100 KW sınıf uygulanan alan Magnetoplasmadynamic pervane

Daha fazla video keşfet