Электрореактивный импульсный плазменный двигатель с разрядной камерой из сегнетокерамики
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).11-21
Аннотация
Подтверждена возможность использования эффекта высоковольтного (до 20 кВ) разряда по поверхности сегнетоэлектрической керамики на основе титаната бария (BaTiO3) для создания импульсных плазменных абляционных двигателей коррекции для космических аппаратов. Такие ИПАД могут быть использованы для малых ИСЗ микрои наноклассов (кубсатов), которые создаются как университетами, так и частными компаниями. На изготовленном макете частотного коаксиального импульсного плазменного двигательного блока с потреблением от бортовой сети до 50 Вт при использовании разрядов субмикросекундной длительности (<0,1 мкс) получена секундная тяга, регулируемая от 2 до 28 мкН·с. Спектры скоростей ионизованных компонент плазменных пучков поверхностного разряда простираются до 100 км/с.
Об авторах
Р. В. Емлин
Институт Электрофизики УрО РАН
Россия
Россия
Емлин Рафаил Вениаминович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, руководитель группы
Екатеринбург
П. А. Морозов
Институт Электрофизики УрО РАН
Россия
Россия
Морозов Павел Александрович – младший научный сотрудник
Екатеринбург
Л. Ю. Яшнов
НИИ Машиностроения
Россия
Россия
Яшнов Леонид Юрьевич – ведущий инженер
Нижняя Салда
Список литературы
1. Ионные, плазменные и дуговые ракетные двигатели: сборник статей / пер. с англ. Москва: Госатомиздат, 1961. 407 с.
2. Гильзин К. А. Электрические межпланетные корабли. Москва: Наука,1964. 319 с.
3. Кульков В. М., Обухов В. А., Егоров Ю. Г., Белик А. А., Крайнов А. М. Сравнительная оценка эффективности применения перспективных типов электроракетных двигателей в составе малых космических аппаратов // Вестник Самарского государственного авиакосмического университета (национальный исследовательский университет). 2012. 3–1 (34). 187–195.
4. Benson S. W., Arrington L. A., Hoskins W. A. Development of a PPT for the EO-1 Spacecraft // American Institute of Aeronautics and Astronautics 35th Joint Propulsion Conference and Exhibit, Los Angeles, CA, USA (20–24 June 1999). 35th Joint Propulsion Conference and Exhibit. Development of a PPT for the EO-1 spacecraft. Los Angeles, CA, 1999. URL: https://tesble.com/10.2514/6.1999-2276 (Дата обращения: 02.01.2025). DOI: 10.2514/6.1999-2276
5. Shein J., Qi N., Binder R., Krishan M. Inductive energy storage driven vacuum arc thruster // Review of Scientific Instruments. 2002. 73 (2). 925–927. DOI: 10.1063/1.1428784
6. Ермилов В. А., Казанкин Л. Ф., Потабачный Л. А., Емлин Р. В., Морозов П. А. Исследование влияния внешнего магнитного поля на величину тяги высоковольтного наносекундного импульсного двигателя // Космическая техника и технологии. 2018. 3 (22). 82–89.
7. Яшнов Л. Ю., Потабачный Л. А. Патент № 2757304 Российская Федерация, МПК F-3H 1/00 (2006/01). Импульсный плазменный коаксиальный ракетный двигатель на жидком рабочем теле: 2019137141: заявл. 19.11.2019; опубл. 13.10.2021; заявитель АО «Научно-исследовательский институт машиностроения» (АО «НИИМаш»). 8 с.
8. Месяц Г. А. Электронная эмиссия из сегнетоэлектрических плазменных катодов // Успехи физических наук. 2008. 178 (1). 85–108. DOI: 10.3367/UFNr.0178.200801e.0085
9. Балагуров В. А. Аппараты зажигания. Москва: Машиностроение,1968. 352 с.
10. Buldashev S. A., Emlin R. V., Morozov P. A., Punanov I. F., Shcherbakov Ye. N., Yashnov L. Yu. Thrust characteristics of compact high-voltage pulsed plasma thruster utilizing liquid propellant //Journal of Physics: Conference series. 2021. 2064 (1). 012114. DOI: 10.1088/1742-6596/2064/1/012114
11. Морозов А. И. Введение в плазмодинамику. Москва: Физматлит, 2006. 572 с.
12. Morozov P., Punanov I., Lisencov V., Emlin R. Nanosecond surface flashover of ferroelectric capacitor ceramics at 70 kV // 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2020 online): abstracts. Tomsk, 14–25 September 2020. Tomsk: Publishing House of IAO SB RAS, 2020. 336–341.
13. Дьяконов Г. А., Любинская Н. В., Семенихин С. А., Хрусталёв М. М. Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов // Труды МАИ. 2014. 73. 19.
Рецензия
Для цитирования:
Емлин Р.В., Морозов П.А., Яшнов Л.Ю. Электрореактивный импульсный плазменный двигатель с разрядной камерой из сегнетокерамики. Вестник Новгородского государственного университета. 2025;(1(139)):11-21. https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).11-21
For citation:
Emlin R.V., Morozov P.A., Yashnov L.Yu. Pulsed plasma thruster with a ferroelectric ceramics discharge unit. Title in english. 2025;(1(139)):11-21. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).11-21
Просмотров:
28
Послать статью по эл. почте 