Исследования высокочастотного ионного двигателя с четырехэлектродной системой ускорения


Авторы

Пейсахович О. *, Мельников А. В., Могулкин А. И., Хартов С. А., Абгарян В. К.

Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики МАИ, Москва, Россия

*e-mail: oleg_peysakhovich@mail.ru

Аннотация

В данной статье представлены результаты отработки лабораторного образца высокочастотного ионного двигателя с четырехэлектродной системой ускорения, который может работать в двух режимах – режиме с повышенной тягой и режиме с повышенным удельным импульсом. Для проведения исследований был доработан лабораторный образец двигателя с цилиндрической газоразрядной камерой и диаметром плазменного пучка 150 мм. Была произведена интеграция четырехэлектродной системы ускорения в классическую конструкцию ионного двигателя с 3-мя электродами. Произведено сравнение интегральных характеристик двигателя с трех- и четырехэлектродной системами ускорения.
Приведены расчеты траекторий ионов в 3-х и 4-х электродных ионно-оптических системах двигателей. Показана принципиальная возможность работы двигателя с 4-х электродной ионной оптикой в двух режимах.


Ключевые слова:

четырехэлектродная система ускорения ионов, многорежимный электроракетный двигатель, ионно-оптическая система, высокочастотный разряд, ионный пучок

Список источников

  1. Goebel D.M., Polk J.E., Wirz R.E. et al. Qualification of Commercial XIPS Ion Thrusters for NASA Deep Space Mis-sions Jet Propulsion Laboratory. Pasadena: California In-stitute of Technology.
  2. Ловцов А.С., Селиванов М.Ю., Томилин Д.А. и др. Ос-новные результаты разработок Центра Келдыша в об-ласти ЭРДУ // Известия РАН. Энергетика. 2020. № 2. С. 3–15. DOI: 10.31857/S0002331020020077
  3. Leiter H.J. et al. Performance Improvement of Radiofre-quency Ion Thrusters - The Evolution of the RIT 15 Ion Thruster. IEPC-99-154 // 26th International Electric Pro-pulsion Conference (17-21 Oct. 1999, Kitakyushu, Japan).
  4. Пейсахович О.Д., Мельников А.В., Могулкин А.И. и др. Высокочастотный ионный двигатель с четырехэлек-тродной ионно-оптической системой // Инженерный журнал: наука и инновации. 2025. №4.
  5. Программа «Моделирование потоков заряженных ча-стиц в ионно-оптических системах ионных двигателей (IOS-3D)». Версия 6.4.0.1 // Государственный научный центр Российской Федерации – федеральное госу-дарственное унитарное предприятие «Исследова-тельский центр имени М.В. Келдыша».
  6. Программный комплекс IGUN.
  7. Goebel D.M., Katz I. Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters (JPL Space Science & Technology Series). John Wiley & Sons, 2008. 486 p.
  8. Могулкин А.И. Механико-математическая модель де-формаций профилированных электродов ионных дви-гателей. Дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2015. 
  9. Свотина В.В. Высокочастотный ионный двигатель си-стемы бесконтактной транспортировки объектов кос-мического мусора. Дисс. … канд. техн. наук: Москва, 2023. 
  10. Coletti M., Gessini P., Gabriel S.B. A 4-gridded ion thru-ster for high impulse mission // 31st International Electric Propulsion Conference (Ann Arbor, MI, USA, 2009).
  11. Суворов М.О. Тяговый узел прямоточного воздушного электроракетного двигателя: Дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2018. 154 с. 

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025