Реклама Google — средство выживания форумов :)
В Опытном конструкторском бюро «Факел» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») проведено исследование одновременной работы двух стационарных плазменных двигателей СПД-140Д. Исследовался запуск двигателей как с объединенным, так и с независимым электропитанием. Продемонстрирована возможность запуска одного двигателя от другого.
Испытания двигателей проводились на стендовой базе ОКБ «Факел». Двигатели СПД-140Д были установлены в вакуумной камере испытательного стенда в одной плоскости. Для подтверждения включения одного двигателя от другого было выполнено несколько включений с различными положениями катода одного из двигателей.
В ходе испытаний подтверждена возможность функционирования двух СПД-140Д от одного катода, а также возможность работы одного двигателя от катода рядом стоящего двигателя, что расширяет возможности двигательной установки. Катод — наиболее критическая часть СПД в части обеспечения надежности функционирования двигательной установки.
МОСКВА, 30 сентября. /ТАСС/. Импульсный плазменный двигатель VERA, разработанный в Национальном исследовательском ядерном университете (НИЯУ) (Московский инженерно-физический институт, МИФИ), был впервые протестирован во время реального космического полета и подтвердил свою работоспособность. Об этом в пятницу сообщили ТАСС в Sitronics Group.
"Прошли первые тесты импульсного плазменного двигателя VERA (Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly) во время реального космического полета. Протестированная двигательная установка находится на борту наноспутника CubeSX-HSE-2 Высшей школы экономики (ВШЭ)", - подчеркнули в Sitronics Group.
Тестовые мероприятия состояли из нескольких контролируемых вручную разрядов в двигателе. Задачей тестов было проверить работоспособность всех систем. "Работоспособность двигательной установки была подтверждена: система зарядки конденсаторов по команде с Земли исправно заряжает конденсаторную батарею, система инициации разряда по команде с Земли исправно выполняет свою работу", - заявили в IT-компании.
Космическая миссия формата CubeSat 3U ВШЭ реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям в рамках конкурса "Дежурный по планете". Платформа космического аппарата изготовлена компанией "Спутникс" (входит в Sitronics Group). Как сообщили в компании, для проведения более длительных тестов, позволяющих совершить заметный орбитальный маневр, требуется обновление программного обеспечения спутниковой платформы, чем сейчас занимаются инженеры "Спутникс".
В случае успешной демонстрации орбитального маневрирования ООО "Лазер Ай", малое предприятие института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ, отвечающая за разработку двигательной установки VERA, в следующем году начнет ее серийное производство.
Двигатель VERA позволит малым спутникам занимать и затем эффективно в течение длительного времени поддерживать необходимые позиции в орбитальной плоскости. Кроме того, плазменный двигатель поможет решить проблему космического мусора. Оснащенные двигателями наноспутники могут в конце своей жизни самостоятельно снизить высоту орбиты, тем самым в 2-3 раза сократив время до сгорания в верхних слоях атмосферы.
В интересах федерального проекта «Сфера» предприятия Госкорпорации «Роскосмос» — ОКБ «Факел» (входит в интегрированную структуру НПО Энергомаш) и ГНЦ «Центр Келдыша» — впервые испытали стационарный плазменный двигатель СПД-70М на криптоне.
Испытания двигателя прошли в ОКБ «Факел», показав его стабильную работу и надежные параметры запуска. Двигатель полностью соответствует требованиям для космических аппаратов проекта «Сфера».
Двигатель СПД-70М создан в ОКБ «Факел» и имеет мощность от 300 до 1200 Вт. В ГНЦ «Центр Келдыша» для него был разработан катод-компенсатор с эмиттером из пористого вольфрама, пропитанного соединениями бария.
Традиционно в качестве рабочего тела для плазменных двигателей используется ксенон. Но в последнее время его стоимость на рынке существенно выросла, что активизировало научные изыскания по применению более доступных рабочих тел. Одним из возможных вариантов может стать криптон, стоимость которого по разным оценкам в 5—10 раз меньше ксенона. При этом можно получить приемлемые параметры плазменных двигателей.
В декабре 2022 года Роскосмос начал научно-исследовательскую работу, одна из задач которой исследовать возможность использования в электроракетных двигателях альтернативных ксенону рабочих тел.
совместно с НИИ ПМЭ МАИ было проведено исследование [1], которое показало, как меняются характеристики двигателя при переходе на криптон. Исследование проводилось на двигателе СПД-50М с модернизированной магнитной системой.
Параметры СПД-50М при работе на ксеноне и криптоне
Проведенные параметрические испытания двигателя при работе в различных режимах на ксеноне и криптоне свидетельствуют о том, что при ограничении мощности разряда величиной порядка 200 Вт:
— наилучшие тяговые параметры фиксируются при работе на ксеноне при расходе через ускорительный канал ~1 мг/с и повышенных до (250-300) В разрядных напряжениях;
— при работе двигателя на криптоне получаются значительно более низкие значения тяги, удельного импульса тяги и тягового КПД.
Вольтамперные характеристики (ВАХ) на ксеноне имеют традиционный характер, при работе на криптоне ВАХ более разнообразны (рис. 1), но в целом по сравнению с режимами работы на ксеноне для них характерен сдвиг начального участка возрастания разрядного тока в сторону более высоких напряжений и практически полное отсутствие участка с повышенными значениями разрядного тока.
Цели работы — исследование параметров модели ДАС при работе на азоте в низковольтном режиме и сравнение эффективности ее функционирования на инертных газах (ксеноне, аргоне) и азоте.
Подобные сравнительные испытания проводились в Италии, где в качестве источника тяги выступали стационарный плазменный двигатель [9] и радиочастотный ионный двигатель [10].
...
Исследуемая модель ДАС (рис. 1) имела следующие геометрические параметры: средний диаметр ускорительного канала Сср = 40 мм, межполюсной зазор Ь = 6 мм
Выводы
1. Энергетическая цена тяги ДАС при работе на азоте в 2,5 раза больше, чем на ксеноне, при этом не известен массовый состав ионов в пучке азота.
2. При заданных среднем диаметре и ширине ускорительного канала и сопоставимых расхо-
дах РТ на азоте ток насыщения разряда достигается при больших напряжениях, а среднее значение тока разряда в рабочем диапазоне напряжений в 2 раза больше, чем на ксеноне.
3. При близких расходах РТ получены схожие зависимости токового КПД для всех газов, тогда как массовый КПД двигателя при работе на азоте в среднем в 2 раза меньше, чем на ксеноне.
О влиянии расхода ксенона и криптона через ускорительный канал на тяговую эффективность стационарных плазменных двигателей Морозова
В ряде работ проводились исследования особенностей работы и характеристик СПД на криптоне, который более чем на порядок дешевле ксенона и производится в достаточно больших объемах. Эти исследования показали, что в случае криптона характеристики имеют традиционный для СПД вид. Вместе с тем тяговая эффективность двигателя на криптоне на типичных для СПД режимах работы значительно ниже, чем при работе на ксеноне. Одной из основных причин такого снижения тяговой эффективности является недостаточно высокая эффективность переработки потока атомов криптона в ионы, которая зависит от многих факторов. Среди них важнейший – плотность расхода криптона в ускорительном канале, определяющая концентрацию плазмы в разряде. Достаточно полного изучения влияния этого параметра на работу и характеристики СПД на криптоне до сих пор не было проделано, большинство исследований проведено на одной модели и в ограниченном диапазоне расходов рабочего вещества. В предлагаемой работе приводятся результаты сравнительного исследования влияния расхода ксенона и криптона на характеристики СПД разного масштаба в расширенном диапазоне расходов рабочего вещества. Полученные результаты дали сведения о физических особенностях работы СПД на криптоне при его разных расходах через ускорительный канал двигателя и при разных геометриях выходной части ускорительного канала. Они должны быть полезны для разработки перспективных двигателей на криптоне.
ПАРК "Патриот" /Московская область/, 19 августа. / ТАСС/. ОКБ "Факел" (входит в интегрированную структуру ракетного двигателестроения "Энергомаш" Роскосмоса) работает над обликом и создает макеты частей двигателя, который сможет вывести аппарат к границе Солнечной системы. Об этом сообщил ТАСС директор предприятия Геннадий Абраменков на международном военно-техническом форуме "Армия-2023".
"Безэлектродный плазменный ракетный двигатель (БПРД) разрабатывается под научным руководством НИЦ "Курчатовский институт", является перспективным типом электроракетных двигателей большой мощности. В настоящее время выполняется ряд НИОКР, направленных на определение облика двигателя и создания макетов отдельных составных частей", - сказал Абраменков.
По словам директора ОКБ "Факел", работы выполняются с привлечением широкой кооперации, в том числе не вовлеченной ранее в космическую тематику. "Сроки изготовления опытного образца БПРД будут определены после проведения успешных испытаний макетов", - пояснил он.
В декабре прошлого года Абраменков сообщал ТАСС о разработке безэлектродного плазменного двигателя, который будет способен доставить космический аппарат на границу Солнечной системы.
В Центре Келдыша (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») были успешно проведены огневые испытания плазменного двигателя КМ-55 в широком диапазоне мощности с рабочими телами ксенон и криптон.
В ходе испытаний двигатель показал стабильную работу в диапазоне мощности от 600 до 1200 Вт. Удельный импульс при работе на ксеноне составил до 2 050 сек, при работе на криптоне — до 1900 сек, диапазон тяги для ксенона составил от 28 до 87 мН, а для криптона — от 34 до 66 мН.
Двигатель КМ-55 разрабатывается для использования в составе малых космических аппаратов перспективной низкоорбитальной группировки, в том числе в рамках федерального проекта «Сфера».