طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی رانشگر پالس ‌پلاسمایی

نویسندگان

چکیده

2رانشگر پالس پلاسمایی (PPT) به عنوان یک گزینه اصلی برای مأموریت‌های آیندة میکروماهواره‌ها مطرح استو علاقة زیادی به بهبود پارامترهای مختلف آن و کوچک‌تر کردن ابعاد و کم‌کردن وزن آن وجود دارد که تحقق این موضوع نیازمند تحقیقات گسترده آزمایشگاهیاست. پارامترهای بسیار زیادی رفتار PPTرا تعیین می‌کنند، بهمین دلیل توسعه یک نمونه آزمایشگاهی از این رانشگر که سادگی و انعطاف‌پذیری کافی را ارائه کند سبب ایجاد بستر لازم برای بررسی پارامترهای مختلف به منظور بهبود عملکرد این رانشگر خواهد شد. بر همین اساس، یک نمونه آزمایشگاهی از این رانشگر طراحی و ساخته شده است و عملکرد آن در محفظه خلأ در فشار 6-10 میلی بار در انرژی‌های تخلیه 3/27 و 3/39 ژول در ولتاژ به ترتیب 1250 و 1500 ولت تست شده است و ضربه لحظه‌ای 943 و 1118 میکرونیوتن- ثانیه و ضربه مخصوص 525 و 800 ثانیه اندازه گیری شده است. در این مقاله روند طراحی، ساخت و تست این رانشگر به طور خلاصه مرور خواهد شد. انجام موفقیت آمیز این پروژه، مقدمات مراحل بعدی توسعه این رانشگر و تحقیق و بررسی پارامترهای مختلف مؤثر جهت بهبود مشخصات عملکرد و در نهایت توسعه نمونه پروازی را فراهم کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Manufacturing a Laboratory Example of Pulsed Plasma Thruster

نویسندگان [English]

  • عبدالرحیم رضایی‌ها
  • مهدی انبارلویی
  • محمد فرشچی
چکیده [English]

Although Pulsed Plasma Thruster (PPT) has first been utilized in a space mission in 1964 but after more than four decades, it is still a space rated technology which has performed various propulsion tasks from stationkeeping tasks to three-axis attitude control for a variety of former missions. With respect to the rapid growth inthe small satellite communityand the growing interest for smaller satellites in recent years, PPT is one of the promising electric propulsion devices for small satellites (e.g. CubeSats) as the following advantages: simplicity, lightweight, robustness, low power consumptions, low production costs and small dimensions. In spite of the fact thatthe issues relating to μPPT scaling have been investigated to a certain degree in recent years, it is felt that for an application on CubeSats this topic has to be investigated in greater detail for even smaller dimensions and better performance. Therefore a laboratory benchmark rectangular breech-fed pulsed plasma thruster (PPT) was designed, developed and successfully tested in a bell-type vacuum chamber at 10-6 mbar for the first time in west Asia (Iran). The PPT has been tested while the main capacitor, which is a 35 μF, 2.5 kV oil-filled capacitor, has been charged with a wide range of voltage, ranging from 250 V to 1750 V making the system stored energy range from less than 1 J to 60 J, producing the impulse bit varying from 30 μN-s to 1.3 mN-s. This work initiated a research program in Iran for working on PPTs and miniaturization of PPTs while increasing the performance parameters. The present paper reviews the PPT design and the development briefly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pulsed Plasma Thruster
  • laboratory example
  • design and manufacturing