Визначення робочих параметрів Холловського двигуна на постійних магнитах
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322814Ключові слова:
Холловський двигун, постійні магніти, тяга двигуна, питомий імпульс, КПД двигунаАнотація
Об’єкт дослідження – Холловський двигун з магнітною системою на постійних магнітах з мінімальною потужністю споживання електричної енергії, розроблений в компанії Flight Control LLC (Україна). Проблема, яка вирішувалась в даному дослідженні, полягала в мінімізації потужності, яку споживає двигун, за рахунок виключення з магнітної системи двигуна електромагнітів та використання в магнітній системі виключно постійних магнітів. Для вирішення зазначеної проблеми була створена лабораторна модель Холловського двигуна з постійними магнітами та експериментально визначені робочі параметри та характеристики двигуна. В результаті проведення лабораторних досліджень робочих параметрів двигуна з постійними магнітами були отримані вольт-амперні характеристики розряду двигуна при фіксованих величинах витрат робочого газу (ксенону). Отримані також залежності тяги двигуна від величини масових витрат робочого газу при фіксованих величинах напруги розряду. На основі отриманих експериментальних даних були обчислені залежності величини питомого імпульсу анодного блоку двигуна від напруги розряду, а також залежності ККД анодного блоку двигуна від напруги розряду та величини витрат робочої речовини. Проведені дослідження показали, що в Холловських двигунах малої тяги з метою мінімізації питомої потужності у складі магнітної системи цілком можливо використовувати постійні магніти. Зокрема для діапазону потужності (100-200) Вт отримано величини тяги (3-10) мН, питомого імпульсу (700-1350) с, ККД анодного блоку (25-37) %, що відповідає параметрам розглянутих прототипів з традиційною та комбінованою конструкцією магнітної системи. Результати роботи можуть бути використані на практиці при розробці Холловських двигунів малої питомої потужності
Посилання
- Mazouffre, S., Hallouin, T., Inchingolo, M., Gurciullo, A., Lascombes, P., Maria, J.-L. (2019). Characterization of miniature Hall thruster plume in the 50 - 200 W power range. 8th European Conference For Aeronautics and Space Sciences (EUCASS). Available at: https://doi.org/10.13009/EUCASS2019-214
- Mazouffre, S. (2016). Electric propulsion for satellites and spacecraft: established technologies and novel approaches. Plasma Sources Science and Technology, 25 (3), 033002. https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/3/033002
- Boeuf, J.-P. (2017). Tutorial: Physics and modeling of Hall thrusters. Journal of Applied Physics, 121 (1). https://doi.org/10.1063/1.4972269
- Voronovsky, D. K., Kulagin, S. N., Maslov, V. V., Petrenko, O. N., Tolok, S. V. (2021). Hall-Effect Thruster ST-25 With Permanent Magnet. Journal of Rocket-Space Technology, 28 (4), 37–45. https://doi.org/10.15421/452005
- Alekseenko, O., Andrey, K., Maslov, V., Petrenko, O. (2021). Cyclograms of the ST-25 Hall Thruster Starting. Journal of Rocket-Space Technology, 29 (4), 49–57. https://doi.org/10.15421/452105
- Petrenko, O., Pererva, V., Maslov, V. (2024). Determining the effect of laboratory testing conditions on working parameters of the ST-25 hall thruster. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (128)), 6–12. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.301162
- Misuri, T., Albertoni, R., Ducci, C. et al. (2015). MEPS: A Low Power Electric Propulsion System for Small Satellites. IAA-B10-1103. 10th IAA Symposium on Small Satellites for Earth Observation. Berlin. Available at: https://www.researchgate.net/publication/301678871_MEPS_A_Low_Power_Electric_Propulsion_System_for_Small_Satellites
- Misuri, T., Ducci, C., Gregucci, S., Pedrini, D., Cannelli, F., Cesari, U. et al. (2019). SITAEL HT100 Thruster unit, full ground qualification. International Electric Propulsion Conference. Vienna. Available at: https://electricrocket.org/2019/655.pdf
- Lascombes, P. (2018). Electric Propulsion For Small Satellites Orbit Control And Deorbiting: The Example Of A Hall Effect Thruster. 2018 SpaceOps Conference. https://doi.org/10.2514/6.2018-2729
- Grimaud, L., Mazouffre, S. (2018). Performance comparison between standard and magnetically shielded 200 W Hall thrusters with BN-SiO2 and graphite channel walls. Vacuum, 155, 514–523. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.06.056
- Yeo, S. H., Ogawa, H., Kahnfeld, D., Schneider, R. (2021). Miniaturization perspectives of electrostatic propulsion for small spacecraft platforms. Progress in Aerospace Sciences, 126, 100742. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2021.100742
- Luna, J. P., Lewis, R. A., Park, N., Bosher, J., Guarducci, F., Cannat, F. (2019). T7 Thruster Design and Performance. The 36th International Electric Propulsion Conference. University of Vienna. Available at: https://electricrocket.org/2019/356.pdf
- Mazouffre, S., Grimaud, L. (2018). Characteristics and Performances of a 100-W Hall Thruster for Microspacecraft. IEEE Transactions on Plasma Science, 46 (2), 330–337. https://doi.org/10.1109/tps.2017.2786402
- Voronovkyi, D., Petrenko, O., Kulagin, S., Maslov, V., Yurkov, B. (2023). Low Power Hall Thruster ST-22 With Permanent Magnets. Journal of Rocket-Space Technology, 30 (4), 30–36. https://doi.org/10.15421/452205
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Olexandr Petrenko, Viktor Pererva, Viktor Maslov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
