A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Optimalisatie-, Test- en diagnostiek van verkleinde Hall Thrusters
Chapters
Summary February 16th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Hier presenteren we een protocol om te testen en optimaliseren van systemen in de ruimte voortstuwing gebaseerd op verkleinde Hall-achtige thrusters.
Transcript
Het algemene doel van deze presentatie, is het presenteren van de methodologie die betrokken zijn bij het testen van gespecialiseerde elektrische voortstuwingsstuwraketten in een op de grond gebaseerde ruimte omgeving simulatie faciliteit. De betrokken methoden zijn voorzien van geautomatiseerde systemen die hardware-software integratie bevatten om slimme systemen te realiseren voor geautomatiseerde of externe diagnostiek en prestatie-evaluatie van voortstuwingsmodules en andere payloads in de ruimte. Het space propulsion center, Singapore, is een onderzoekscentrum aan het National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapore.
De hier ontwikkelde testomgevingen omvatten twee simulatiefaciliteiten voor ruimteomgevingen voor verschillende doeleinden. De geschaalde ruimte omgeving simulator is primally gebruikt in levenslange testen van stuwraketten. Stuwraketten worden in deze faciliteit voor langere tijd afgevuurd om de effecten van plasmaschade op noodkanalen te evalueren.
en vervolgens om de levensduur van de stuwraketten af te leiden. De quadfilar zwevende fase zorgt voor een goede visualisatie van hoe de voortstuwingsmodules zoals gemonteerd op verschillende payloads kunnen beïnvloeden in situ manoeuvre in de ruimte. Dit wordt gesimuleerd door de montage en ophanging van het gehele laadvermogen op het zwevende systeem.
De stuwraketten kunnen dan worden afgevuurd en het zwevende platform waar de modules op zijn gemonteerd, worden geactiveerd volgens omstandigheden in de ruimte. De quadfilaire slinger versnelt ook het proces van nivellering, kalibratie en installatie van stuwraketten en modules voor het testen in de ruimteomgeving. Met deze opstelling is slechts één operator in de testfaciliteit nodig om frequentiemodulatie op de torsiedraden te gebruiken, om het hele systeem te nivelleren en te kalibreren.
In de grootschalige ruimte omgeving simulator afgezien van de quadfilar zweven stuwkracht fase die het mogelijk maakt de in situ afleiding van stuwkracht, Modulaire ruimtegestuurde robotsondes kunnen ook worden aangepast voor montage door middel van configureerbare bevestigingseenheden. Het is ook vermeldenswaard dat de grote Space Environment Facility beschikt over tal van montagepunten en vacuüm grip elektronische filters om voor de installatie van meerdere stuwraketten en diagnostische apparatuur voor gelijktijdige prestatie-evaluatie. Dit vermindert de downtime die ontstaat wanneer de kamer wordt geëvacueerd en gepompt tijdens de toegangsinstallatie en herconfiguratie processen als testen afzonderlijk moesten worden gedaan.
We zullen nu gaan door de procedures voor de installatie en kalibratie van de quadfilar slinger voor het testen van voortstuwingseenheden. Zorg er eerst voor dat alle componenten in de kamer worden geïnstalleerd, zoals vereist voor latere tests. Test de connectiviteit van de diagnostische hulpmiddelen extern voordat u de kamer afsluit.
Gebruik de geïntegreerde facilitaire bediening om de kamer te verzegelen. Zet de vacuümpompen in trapsgewijze volgorde vanaf de droge pompen, turbo moleculaire pompen en vervolgens de cryogene pompen. Gebruik de ontwikkelde apps om uw apparaten te synchroniseren met de draadloze transponders in de kamer.
Het synchronisatieproces is voltooid, wanneer de knipperende LED op de transponders stopt met knipperen. Zodra het gewenste vacuüm is verkregen en de eerste lezing wordt genomen uit de laser verplaatsing sensor als een basislijn. Gebruik de ontwikkelde app om het verlagen van een gekalibreerd gewicht te activeren voor krachtvertaling op het quadfilar-stadium.
Neem de verplaatsing van de laserverplaatsingssensor op. Herhaal het proces van het verlagen van de gewichten en de registratie van de verplaatsing quadfilar stadium totdat alle kalibratie gewichten zijn verbruikt. Teken een kalibratiecurve om de kalibratiefactor te verkrijgen voor het systeem dat op het quadfilar-stadium is geïnstalleerd.
De stuwraketten kunnen dan worden afgevuurd en de gewenste parameters kunnen in real time worden vastgelegd door data-acquisitieprogramma geschreven door interne onderzoekers. Als alternatief kan een geïntegreerde app worden gebruikt om het kalibratieproces volledig te automatiseren en tegelijkertijd de actuatievolgorde van de motoren en de gegevensverwerving van de sensoren dienovereenkomstig te synchroniseren. We zullen nu gaan door de procedures voor het onafhankelijk verifiëren van de verkregen stuwkracht parameters om een nul meting en hoe een ruimtelijk geacteerde proxy kan worden geactiveerd om pluim profielen te verkrijgen na stuwkracht metingen zijn gedaan.
Neem eerst een basislijnmeting van de quadfilaire slinger in de evenwichtspositie. Schakel operationele parameters in op de gewenste waarden van het stuwrakett en vuur de stuwkracht af. Zodra het vertrouwen is afgevuurd, wachten op de schommelingen op de quadfilar slinger te stabiliseren.
Gebruik na stabilisatie de besturingsapp voor het nulmeetsysteem om het verlagen van gewichten te activeren. De gewichten worden voortdurend verlaagd totdat de quadfilar fase wordt teruggevoerd in evenwicht. Zodra de evenwichtspositie is bereikt, wordt de actuatiesequentie beëindigd en wordt de kracht die nodig is om het quadfilar-systeem terug te brengen naar evenwicht bepaald.
Een stopblok wordt vervolgens geactiveerd om te voorkomen dat de quadfilar-fase beweegt. Een vegende opeenvolging wordt dan uitgevoerd op de ruimtemeetsondesteun. Een gesynchroniseerde reeks wordt gelooped om gegevens van de sonde op elke ruimteplaats te verkrijgen en in een array opgeslagen die dienovereenkomstig moet worden geanalyseerd.
Andere sondes kunnen worden aangepast om op de modulaire bevestiging te worden gemonteerd om ruimtelijke informatie op de pluimprofielen te gebruiken. In deze sectie zullen we gaan door typische resultaten verkregen uit een kalibratie sequentie, evenals typische pluim profielen verkregen door middel van een faraday sonde sweep. Kalibratie van de quadfilar stuwkracht aan de meting stadium wordt gedaan door de inzet van die sonde motor aangedreven voor het vertaalsysteem.
Om de kalibratiefactoren af te leiden die nodig zijn voor afleiding van stuwkracht tijdens experimentele tasking. Een sequentie die wordt geactiveerd door een operator van een geautomatiseerd programma om fijne kalibratiegewichten te verlagen die verticaal werken en horizontaal worden vertaald om de actuatie te simuleren wanneer de thruster wordt afgevuurd. Metingen van een laserverplaatsingssensor met hoge resolutie worden met elk interval uitgevoerd en vervolgens wordt een kalibratiecurve getrokken om de kalibratiefactor te verkrijgen voor latere metingen op het systeem.
In deze figuur zien we een typische kalibratiecurve getekend tijdens een geautomatiseerd kalibratieproces. Zoals te zien is, resulteert de juiste uitlijning en opstelling van de quadfilar-fase in een zeer lineaire kalibratieplot die een kalibratiefactor van 27,65 milli newton per volt oplevert. In een gestandaardiseerde opstelling voor stuwkrachtmetingen over een breed scala aan krachten.
De setup kan ook worden aangepast om te passen in kalibratie gewichten voor uitgebreide regimes zoals weergegeven in deze kalibratie plot. De torsiedraden zijn aangepast voor gevoeligheid en zowel fijne als natuurlijkkalibratiegewichten zijn inbegrepen om een kalibratieperceel op te leveren dat lineair is in beide regimes. In deze figuur wordt een monster van de insitumetingen voor afgeleide stuwkracht weergegeven.
Dit cijfer laat zien hoe een operator in staat is om de afhankelijkheid van stuwkracht van ontladingsspanning te controleren. In de loop van het experiment, totdat de ontlading is gedoofd. Met behulp van de quadfilar stuwkracht metingen fase, waren we in staat om de stuwkracht geproduceerd door de hele stuwkracht te meten op verschillende input power gegeven door de ontlading stroom en toegepaste spanning.
Door deze informatie kan de variatie van efficiëntie en specifieke impuls met betrekking tot input power worden verkregen. Deze cijfers laten zien hoe de stuwkracht en specifieke impuls variëren met input power bij vier verschillende massastroomsnelheden. En dit cijfer laat zien hoe de efficiëntie afhangt van het invoervermogen.
De resultaten tonen aan dat de thruster is geoptimaliseerd om te werken op input power is minder dan 100 watt, waar lage stroomsnelheden hebben geresulteerd in efficiëntie van bijna 30%Nadat de thruster is afgevuurd een null-meting sequenties wordt geactiveerd om onafhankelijk te controleren van het vertrouwen verkregen uit het systeem. Wanneer de stuwkracht wordt afgevuurd, verdringt het stadium volgens de omvang van de voortstuwing die uit het systeem wordt afgeleid. De null-meeteenheid is een symmetrisch systeem dat tegenover een kalibratie-eenheid is gemonteerd, dat gebruik maakt van een soortgelijk krachtvertaalsysteem om het podium weer in evenwicht te brengen.
Een laserverplaatsingssensor bewaakt actief de verplaatsing tijdens de meting en activeert het activeringssysteem om een reeks te activeren die alleen eindigt wanneer het basisevenwicht wordt bereikt. Een operator is ook in staat om de in situ pluim profielen te visualiseren, zoals weergegeven in deze figuur. Dit cijfer laat zien hoe het ontlaadvermogen de omvang van de piekijzerstroomdichtheid en de volledige breedte op de helft van het maximum dienovereenkomstig beïnvloedt.
Fysieke processen die inherent zijn aan plasma's zijn bekend dat rijden en controle zelforganisatie en zelfassemblage tijdens de synthese van het materiaal. bij QUT in samenwerking met plasmabronnen en applicatiecentrum, bestuderen we hoe deze bouwstenen worden gevormd, gevormd en geleverd aan oppervlakken op de verschillende plasmaomstandigheden. We hopen dat door te begrijpen hoe deze plasma vorm nano structuren gedragen zullen we in staat zijn om processen die zorgen voor de tijdige en efficiënte levering en integratie alleen om de site waar de reparatie daadwerkelijk nodig is toe te voegen ontwerpen.
Ons voorzien van een plasmavoortstuwingssystemen die langer dienen en efficiënter zijn. In deze presentatie hebben we een overzicht gegeven van de overwegingen die zijn gemaakt bij het ontwerpen van een faciliteit voor het testen van voortstuwingssystemen en inzetbare modules in een gesimuleerde ruimteomgeving. Daarnaast hebben we de veelzijdigheid en sterke punten getoond van het gebruik van microcontroller gebaseerde systemen voor in situ data acquisitie en analytics, die snel kunnen worden aangepast om andere vormen van evaluatie uit te voeren, afhankelijk van de operationele missie eisen dienovereenkomstig.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
