Электрическая силовая установка высокой мощности
 | Эту статью необходимо обновить . ( март 2017 г. ) |
High Power Electric Propulsion ( HiPEP ) — это вариант ионного двигателя для использования в ядерных электрических двигательных установках. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Он прошел наземные испытания НАСА в 2003 году и предназначался для использования на орбитальном аппарате «Ледяные луны Юпитера» , запуск которого был отменен в 2005 году.
Теория
[ редактировать ]Двигатель HiPEP отличается от более ранних ионных двигателей, поскольку ионы ксенона производятся с использованием комбинации микроволнового и магнитного полей. Ионизация электронным достигается посредством процесса, называемого циклотронным резонансом (ЭЦР). При ЭЦР небольшое количество свободных электронов, присутствующих в нейтральном газе, вращается вокруг линий статического магнитного поля. Частота инжектируемых микроволн устанавливается в соответствии с этой гирочастотой и устанавливается резонанс. Энергия передается от правополяризованной части микроволнового излучения к электронам. Затем эта энергия передается объемному газу/ плазме посредством редких, но важных столкновений между электронами и нейтралами. Во время этих столкновений электроны могут выбиваться из нейтралов, образуя ион-электронные пары. Этот процесс является высокоэффективным средством создания плазмы в газах низкой плотности. Раньше необходимые электроны обеспечивались полым катодом . [ 4 ]
Технические характеристики
[ редактировать ]Сам двигатель относится к классу мощности 20–50 кВт, с удельным импульсом 6000–9000 секунд и пропускной способностью топлива более 100 кг/кВт. [ 2 ] Целью проекта по состоянию на июнь 2003 г. было достижение уровня технологической готовности 4-5 в течение 2 лет.
Предварительный прототип HiPEP производил тягу 670 миллиньютонов ( мН ) при уровне мощности 39,3 кВт с использованием топлива 7,0 мг/с, что давало удельный импульс 9620 с. [ 2 ] [ 5 ] Пониженная до 24,4 кВт мощность HiPEP потребляла 5,6 мг/с топлива, обеспечивая удельный импульс 8270 с и тягу 460 мН.
История проекта и развития
[ редактировать ]Фаза 1 разработки HiPEP завершилась в начале 2003 года. [ 6 ] Концептуальное проектирование двигателя было завершено, и испытания отдельных компонентов завершились. Для второго этапа разработки HiPEP был построен полномасштабный лабораторный двигатель. Однако с отменой миссии Jupiter Icy Moon Orbiter в 2005 году разработка HiPEP также остановилась. [ 7 ] Перед отменой компания HiPEP провела 2000-часовое испытание на износ. [ 8 ] [ 9 ]
![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( ноябрь 2021 г. ) |
См. также
[ редактировать ]- Исследование Юпитера
- Список космических кораблей с электродвижением
- Солнечная электрическая двигательная установка
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Исследовательский центр Гленна . НАСА.
- ^ Jump up to: а б с ПРОГРАММА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЙ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ (HiPEP) . Исследовательский центр Гленна — НАСА. 22 декабря 2008 г.
- ^ «Ионный двигатель высокой мощности (HiPEP) NASA/TM — 2004-213194 AIAA–2004–3812» . .
- ^ Фостер, Джон; Хааг, Том; Паттерсон, Майкл; Уильямс, Джордж Дж.; Сови, Джеймс С.; Карпентер, Кристиан; Камхави, Хани; Мэлоун, Шейн; Эллиот, Фред (1 сентября 2004 г.). «Ионный двигатель высокой мощности (HiPEP)» (PDF) . НАСА.gov . Проверено 6 февраля 2024 г.
- ^ [1] Страница 8 отчета HiPEP за сентябрь 2004 г. NASA/TM—2004-213194
- ^ Проект HiPEP , январь 2004 г.
- ^ «Решетчатые ионные двигатели» . За пределами НЕРВЫ . 06.04.2019 . Проверено 7 февраля 2024 г.
- ^ Герман, Дэниел А. (2010). «Состояние долгосрочного испытания эволюционного ксенонового двигателя НАСА (NEXT) после 30 352 часов работы» (PDF) .
- ^ Уильямс, Джордж Дж.; Хикам, Тайлер А.; Хааг, Томас В.; Фостер, Джон Э.; Паттерсон, Майкл Дж. (2005). «Предварительный анализ износа после испытания на износ ионного двигателя HiPEP в течение 2000 часов» (PDF) . Проверено 6 февраля 2024 г.
