Особенности расширения струй электроракетного двигателя на низкой околоземной орбите

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

При решении задач о разлете плазменных струй электроракетного двигателя в космосе необходимо учитывать влияние магнитного поля Земли на формирование плазменного потока. В работе показано, что под воздействием геомагнитного поля плазменные струи приобретают на некотором расстоянии от источника специфические трехмерные формы, двояковыпуклые плазменные лепестки — «корсуноиды». Сила такого воздействия определяется параметром электромагнитного взаимодействия — параметром Ампера, равного отношению масштаба поперечных электромагнитных сил к градиенту давления.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Е. Твердохлебова

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (АО «ЦНИИмаш»)

Autor responsável pela correspondência
Email: katya.tverdokhlebova@gmail.com
Rússia, Королев, Московская область

А. Корсун

АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (АО «ЦНИИмаш»)

Email: katya.tverdokhlebova@gmail.com
Rússia, Королев, Московская область

Bibliografia

  1. Вопросы теории плазмы / под ред. Леонтовича М.А. M.: Госатомиздат, 1963. вып. 2.
  2. Роуз Д., Кларк М. Физика плазмы и управляемые термоядерные реакции. М.: Госатомиздат, 1963.
  3. Aрцимович Л.A. Управляемые термоядерные реакции. M.: Физиздат, 1963.
  4. Moрозов A.И. Физические основы космических электрореактивных двигателей. Элементы динамики потоков в ЭРД. M.: Атомиздат, 1978. Т. 1.
  5. Физика плазмы и проблемы управляемого термоядерного синтеза. Вып. 1.: (доклады I конференции по физике плазмы и проблеме управляемых термоядерных реакций) / АН УССР. Физико-технический ин-т / отв. ред. К.Д. Синельников. Киев: Изд-во АН УССР, 1962. 176 с.
  6. Gabdullin F.F., Korsun A.G., Tverdokhlebova E.M. et al. The Plasma Plume of the ISS Plasma Contactor Unit under the Effect of the Geomagnetic Field // Proc. 30th International Electric Propulsion Conference, Florence, Italy. 2007. Art. ID. IEPC-2007-049.
  7. Корсун А.Г. Твердохлебова Е.М., Надирадзе А.Б. и др. Вопросы защиты космических аппаратов от электрофизического воздействия. Системная баллистика и эффективность космических систем дистанционного зондирования земли. М.: ЭНЦИТЕХ, 2012. С. 10–236.
  8. Брагинский С.И. Явления переноса в плазме // Вопросы теории плазмы / под ред. Леонтовича М.А. M.: Госатомиздат, 1963. Т. 1. С. 183–272.
  9. Korsun A.G., Tverdokhlebova E.M. The Characteristics of the EP Exhaust Plume in Space // Proc. 33rd Joint Propulsion Conference and Exhibit. Seattle, WA, USA. 1997. https://doi.org/10.2514/6.1997-3065.
  10. Габдуллин Ф.Ф., Корсун А.Г., Твердохлебова Е.М. Сопоставление теоретических моделей плазменных струй электрореактивных двигателей с экспериментальными данными // Теоретические и экспериментальные исследования вопросов общей физики. Под ред. акад. Н.А.Анфимова. М.: ЦНИИмаш, 2006. С. 40–70.
  11. Korsun A.G., Borisov B.S., Tverdokhlebova E.M et al. Comparison between Plasma Plume Theoretical Models and Experimental Data // 26th International Electric Propulsion Conf. Kitakyushu, Japan. 1999. Art.ID. IEPC-99-221.
  12. Advanced Interplanetary Missions Using Nuclear-Electric Propulsion. Report of Joint Study Group. 1st Institute of Physics, University of Giessen, Germany, 1995.
  13. Kim S.-W., Foster J.E., Gallimore A.D. Very-Near-Field Plume Study of a 1.35 kW SPT-100 // 32nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. Orlando, Fl, 1996. Art.ID. AIAA 96-2972.
  14. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. M.: Наука, 1967. Вып. 5.
  15. Бишаев A.M., Kaлашников В.K., Kим В. и др. Численное моделирование плазменной струи СПД, распространяющейся в среде низкого давления // Физика плазмы. 1998. Т. 24. № 11. С. 923–928.
  16. Boyd I. A Review of Hall Thruster Plume Modeling // J. Spacecraft and Rockets. 2000. V. 38. Iss. 3. doi: 10.2514/6.2000-4662000.
  17. Корсун А.Г. Влияние внешнего магнитного поля на истечение струи низкотемпературной плазмы в вакуум // Ракетно-космическая техника. Научно-технический сборник. Сер. 15. 1990. Вып. 4. ГОНТИ № 1. С. 24–30.
  18. Корсун А.Г., Твердохлебова Е.М. Габдуллин Ф.Ф. Динамика искусственных плазменных образований в космосе // Модель космоса. Т. II. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. М.: Книжный дом Университет (КДУ), 2007. С. 918–944.
  19. Korsun A.G. Radial expansion of exhaust plasma plume of electric thruster // 24th International Electric Propulsion Conference. Moscow. 1995. Art.ID. IEPC-95-154.
  20. Рожанский В.А., Цендин Л.Д. Столкновительный перенос в частичноионизованной плазме. М. Энергоиздат, 1988.
  21. Рожанский В.А. Теория плазмы, СПб: Лань, 2012.
  22. Myers R.M., Manzella D.H. Stationary Plasma Thruster Plume Characteristics // Proc. 23rd International Electric Propulsion Conference. Seattle. 1993. Art.ID. IEPC-93-096.
  23. Михайловский А.Б. Теория плазменных неустойчивостей. Т. 1. М.: Атомиздат, 1971.
  24. Kirdjashev K.P. et al. Measurements of Electromagnetic Emissions at Long-Term Tests of Т-100 // Proc. 24th International Electric Propulsion Conference, Moscow. 1995. Art.ID. IEPC-95-073.
  25. Garner C.E. et al. Performance Evaluation and Life Testing of the SPT-100 // 23rd International Electric Propulsion Conference. Seattle. 1993. Art.ID. IEPC-93-091.
  26. Sankovik J. et al. Performance Evaluation of the Russian SPT-100 Thruster at NASA LeRC // Proc. 23rd International Electric Propulsion Conference. Seattle.1993. Art.ID. IEPC-93-094.
  27. Хижняк Н.А., Азовский Ю.С., Гужовский И.Т. Взаимодействие плазменных сгустков с аксиально симметричным магнитным полем // Физика плазмы и проблемы управляемого термоядерного синтеза. Киев: Наукова думка, 1971. Вып. 2. С. 48–64.
  28. Корсун А.Г. Предельные токи в ускорителе плазмы с собственным магнитным полем // Журнал технической физики. 1974. Т. 44. Вып. 1. C. 202–206.
  29. Koрсун A.Г. Температурные слои в замагниченной плазме // Физика плазмы. 1981. Т. 7. № 1. C. 145–158.
  30. Korsun A.G., Tverdokhlebova E.M., Gabdullin F.F. The Earth’s Magnetic Field Effect upon Plasma Plume Expansion // Proc. 25th International Electric Propulsion Conference. Cleveland. 1997. Art.ID. IEPC-97-178.
  31. Boyd I. Hall Thruster Far Field Plume Modeling and Comparison to Express Flight Data // Proc. 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. Reno. 2002. Art.ID. AIAA 2002-0487.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. IPO configuration for different values of the angle α: (a) α = 0, the jet flows along the magnetic field; (b) α = 30°, the jet flows at an angle to the magnetic field; (c) α = 90°, the jet flows across the magnetic field (another projection is shown at the bottom right korsunoid).

Baixar (37KB)
Metadados
3. Fig. 2. Rearrangement of the flow under the influence of a magnetic field.

Baixar (14KB)
Metadados
4. Fig. 3. Boundaries of the influence of the geomagnetic field on the expansion of the DAS D-55 or SPD-100 plasma jet, depending on the altitude of the orbit.

Baixar (11KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024