Адрес e-mail:

Математическое моделирование и экспериментальное исследование ионных колебаний в струе холловского двигателя

Н. В. Блинов, аспирант

Московский физико-технический институт

Исследовательский центр им. М. В. Келдыша

 

            Двигатели малой тяги применяются для поддержания и коррекции орбиты космических аппаратов. Большой интерес к холловским двигателям или к двигателям с замкнутым дрейфом электронов связан с их высоким удельным импульсом тяги и высокими ресурсными характеристиками. Это делает их основными кандидатами для использования с составе двигательных установок на спутниках нового поколения для выполнения задач коррекции рабочей орбиты и транспортных операций в околоземном космосе и межпланетном пространстве.

            Тем не менее, несмотря на длительное изучение (ускорители с замкнутым дрейфом появились в конце 60-х г.г. в СССР), отсутствует ясность по многим ключевым вопросам. Одним из них является взаимодействие плазменной струи холловского двигателя с окружающей плазмой, формирование в этой области колебаний, причины их возникновения и развития или затухания.

            Цель данной работы является исследование процессов, протекающих непосредственно за ускоряющей зоной холловского плазменного двигателя, а также в его струе. В работе уделено внимание колебательным процессам в плазме холловского двигателя, а точнее узкому диапазону ионных колебаний от 20 до 50 кГц, образующихся в области пика магнитного поля, распространяющихся в струе и взаимодействующих с окружающей плазмой.

            Одним из вопросов, возникающих при работе холловского двигателя, является наличие в плазменной струе ионов с аномально высокой энергией. Существует ряд объяснений данного явления,  но все они имеют ряд существенных недостатков. Поэтому в работе предложен иной механизм образования подобных ионов, связанный с взаимодействием ионных колебаний пучка с колебаниями окружающей плазмы.

            Помимо создания математической модели было проделано несколько серий экспериментов. Проведенные эксперименты косвенно подтвердили правильность выбранной теории. Однако стоит отметить, что необходимо дальнейшее экспериментальное исследование данного вопроса.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li soc-yt
Яндекс.Метрика