Влияние рабочих веществ на электромагнитную обстановку, создаваемую стационарными плазменными двигателями
- Авторы: Плохих А.П.1, Важенин Н.А.1, Меркурьев Д.В.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института
- Выпуск: Том 61, № 5 (2023)
- Страницы: 393-399
- Раздел: Статьи
- URL: https://rjsocmed.com/0023-4206/article/view/672612
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023420623700140
- EDN: https://elibrary.ru/HJLCFG
- ID: 672612
Цитировать
Аннотация
Рассматриваются возможные аспекты нарушения функциональной безопасности космических аппаратов в части электромагнитной совместимости с электрическими ракетными двигателями при их работе на альтернативных рабочих веществах. Описана процедура экспериментального определения спектрально-временных характеристик собственного электромагнитного излучения лабораторного макета стационарного плазменного двигателя СПД-70 разработки Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института. Измерения помехоэмиссии проводились на вакуумной установке с “радиопрозрачным” отсеком и экранированной безэховой камерой в диапазоне частот 1…12 ГГц для типовых мощностей разряда (600, 800, 1000 Вт), вертикальной и горизонтальной поляризации и различных используемых рабочих веществ (криптон и ксенон). Проведенные исследования позволили получить новые сравнительные результаты оценки спектральных характеристик излучения СПД-70 для типовых режимов и перспективных рабочих тел в рамках ортогональных поляризационных базисов. К новым результатам следует отнести и сведения о характеристиках излучения СПД-70 во временной области. Показано, что переход с ксенона на криптон сохраняет импульсный характер излучения стационарного плазменного двигателя, приводя не только к увеличению амплитуды импульсов, но и к увеличению частоты повторения “пачек” и увеличению их длительности, что требует проведения дополнительных мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости с целью сохранения функциональной безопасности космического аппарата.
Об авторах
А. П. Плохих
Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамикиМосковского авиационного института
Email: riame@mai.ru
Россия, Москва
Н. А. Важенин
Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамикиМосковского авиационного института
Email: riame@mai.ru
Россия, Москва
Д. В. Меркурьев
Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамикиМосковского авиационного института
Автор, ответственный за переписку.
Email: riame@mai.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Smith D.J., Simpson K.G.L. Functional Safety: A Straightforward Guide to IEC61508 and Related Standards. 1st ed. L.: Butterworth-Heinemann, 2001. 263 p.
- Smith D.J., Simpson K.G.L. The Safety Critical Systems Handbook: A Straightforward Guide to Functional Safety: IEC 61508 (2010 Edition), IEC 61511 (2016 Edition) and Related Guidance. 5th ed. L.: Butterworth-Heinemann, 2020. 360 p.
- Fortescue P., Swinerd G., Stark J. Spacecraft Systems Engineering. 4th ed. John Wiley and Sons Limited, 2011. 728 p.
- Nikitina V.F., Smirnova N.N., Smirnova M.N. et al. On-board electronic devices safety subject to high frequency electromagnetic radiation effects // Acta Astronautica. 2017. V. 135. P. 181–186. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.09.012
- Ахметжанов Р.В., Богатый А.В., Дьяконов Г.А. и др. Электрические ракетные двигатели нового поколения для малых космических аппаратов // Изв. Российской акад. наук. Энергетика. 2019. № 3. С. 3–13. https://doi.org/10.1134/S0002331019030038
- Kuge J., Bodin P., Persson S., Rathsman P. Accommodating electric propulsion on SMART-1 // Acta Astronautica. 2004. V. 55. Iss. 2. P. 121–130. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2004.04.003
- Krejcia D., Seiferta B., Scharlemann C. Endurance testing of a pulsed plasma thruster for nanosatellites // Acta Astronautica. 2013. V. 91. P. 187–193. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2013.06.012
- Yu Qin, Kan Xie, Ning Guo, Zun Zhang et al. The analysis of high amplitude of potential oscillations near the hollow cathode of ion thruster // Acta Astronautica. 2017. V. 134. P. 265–277. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.02.012
- Shuai Cao, Xuan Wang, Junxue Ren et al. Performance and plume evolutions during the lifetime test of a Hall-effect thruster // Acta Astronautica. 2020. V. 170. P. 509–520. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.12.036
- Pelton J.N., Madry S. Handbook of Small Satellites: Technology, Design, Manufacture, Applications, Economics and Regulation. Springer, 2020. 1702 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-36308-6
- Kim V., Zakharchenko V., Merkurev D. et al. Influence of Xenon and Krypton Flow Rates through the Acceleration Channel of Morozov’s Stationary Plasma Thruster on the Thrust Efficiency // Plasma Physical Reports. 2019. V. 45. Iss. 1. P. 11–20. https://doi.org/10.1134/S1063780X19010082
- Kim V., Merkurev D., Shilov E. et al. Study of the low-power krypton-operated stationary plasma thruster plume // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. V. 927. 13th Intern. Conf. Applied Mathematics and Mechanics in the Aerospace Industry (AMM-AI’2020). 6–13 Sept. 2020, Alushta, Russia. 2020. Art. ID. 012053. https://doi.org/10.1088/1757-899X/927/1/012053
- Плохих А.П., Важенин Н.А., Попов Г.А. Анализ влияния электромагнитного излучения стационарных плазменных двигателей на помехоустойчивость канала связи “Земля – космический аппарат” // Косм. исслед. 2019. Т. 57. № 5. С. 339–346. (Cosmic Research. 2019. V. 57. Iss. 5. P. 317–324.)https://doi.org/10.1134/S0023420619050078
- Beiting E., Pollard J., Khayms V. et al. Electromagnetic Emissions to 60 GHz from a BPT4000 EDM Hall Thruster // Intern. Electric Propulsion Conf. Toulouse France. 17–21 March 2003. Art. ID. IEPC-03-129. P. 17–21.
- Beiting E., Eapen X., Pollard J. et al. Electromagnetic Emissions from PPS®1350 Hall Thruster // 31st Intern. Electric Propulsion Conf. 20–24 Sept. 2009, Ann Arbor, USA. Art. ID. IEPC-2009-071. 13 p.
- Ciarallia S., Colettib M., Gabriela S.B. Results of the qualification test campaign of a Pulsed Plasma Thruster for Cubesat Propulsion (PPTCUP) // Acta Astronautica. 2016. V. 121. P. 314–322. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2015.08.016
- Плохих А.П., Важенин Н.А., Попов Г.А., Шилов С.О. Спектральные характеристики собственного излучения электрических ракетных двигателей с замкнутым дрейфом электронов в радиодиапазоне для различных рабочих тел // Косм. исслед. 2022. Т. 60. № 5. С. 396–403. https://doi.org/10.31857/S0023420622050065
Дополнительные файлы
