An Experimental Study of an Ion Thruster with Electrodes of an Ion-Extraction System Made of a Fine-Structure Carbon–Carbon Composite

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

This article presents the results of 1000-h tests of a radiofrequency ion thruster (RFIT) with electrodes of an ion-extraction system made of carbon–carbon composite material based on the non-woven carbon frame. The quality of the surface of the thruster IES accelerating electrode being the key element of the RFIT from the lifetime point of view was assessed by visual examination and scanning electron microscopy. The maximum depth of erosion cavity on the accelerating electrode surface was determined. Electrode-surface elemental analysis was performed by the method of electron-probe microanalysis.

作者简介

R. Akhmetzhanov

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

A. Bogatyi

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

E. Bogachev

AO Kompozit, 141092, Korolev, Moscow oblast, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Королёв

S. Gordeev

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

A. Elakov

AO Kompozit, 141092, Korolev, Moscow oblast, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Королёв

D. Kashirin

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

Yu. Perminova

AO Kompozit, 141092, Korolev, Moscow oblast, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Королёв

G. Popov

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

M. Cherkasova

Research Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics, Moscow Aviation Institute, 125080, Moscow, Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: ahmetzhanov1991@mail.ru
Россия, Москва

参考

  1. Kanev S.V., Petukhov V.G., Popov G.A., Khartov S.A. Electro-rocket ramjet thruster for compensating the aerodynamic drag of a low-orbit spacecraft // Russian Aeronautics. 2015. V. 58. Iss. 3. P. 286–291. https://doi.org/10.3103/S106879981503006X
  2. Popov G.A., Suvorov M.O., Syrin S.A., Khartov S.A. Air-Breathing ramjet electric propulsion thruster for controlling low-orbit spacecraft motion and for compensating its aerodynamic drag // Advances in the Astronautical Sciences. 2017. V. 161. P. 833–841.
  3. Erofeev A.I., Nikiforov A.P., Popov G.A. et al. Air-Breathing Ramjet Electric Propulsion for Controlling Low-Orbit Spacecraft Motion to Compensate for Aerodynamic Drag // Solar System Research. 2017. V. 51. Iss. 7. P. 639–645. https://doi.org/10.1134/S0038094617070048
  4. Gordeev S., Kanev S., Khartov S. et al. Electric propulsion system based on the air-breathing radio-frequency ion thruster using the upper atmosphere gases as propellant // Proc. 69th Intern. Astronautical Congress. Bremen, Germany, 1–5 Oct. 2018. Art. ID: 42673.
  5. Wallace N., Jameson P., Saunders C. et al. The GOCE Ion Propulsion Assembly – Lessons Learnt from the First 22 Months of Flight Operations // 32nd Intern. Electric Propulsion Conf. Wiesbaden, Germany, 11–15 Sept. 2011. Art. ID. IEPC-2011-327.
  6. Steiger C., Romanazzo M., Emanuelli P.P. et al. Flying at the edge – Extremely low altitude operations for ESA’s drag-free gravity mission GOCE // AIAA Guidance, Navigation, and Control (GNC) Conf. Boston, MA, 19–22 Aug. 2013. Art. ID. AIAA 2013-4772.
  7. Steiger C., Piñeiro J., Emanuelli P.P. Operating GOCE, the European Space Agency’s low-flying gravity mission // SpaceOps 2010 Conf. Delivering on the Dream Hosted by NASA. Huntsville, AL, 25–30 Apr. 2010. Art. ID. AIAA 2010-2125.
  8. Asmus V.V., Volgutov R.V., Deryugina V.V. et al. Satellite Technologies Applied to Hydrometeorological Problems in the Arctic Region // Russian Meteorology and Hydrology. 2019. V. 44. Iss. 4. P. 250–261. https://doi.org/10.3103/S1068373919040046
  9. Akhmetzhanov R., Loeb H.W., Cherkasova M.V., Obukhov V.A. Numerical Simulation of a System of Formation of an Intense Ion Beam From Gas Discharge Plasma of an Ion Thruster // 64th Intern. Astranautical Congress. Beijing, China, 23–27 Sept. 2013. Art. ID. IAC-13-C4.4.1.
  10. Антипов Е.А., Балашов В.В., Вебер А.В. и др. Выбор конструкционных материалов для высокочастотных ионных двигателей // Электрон. журн. Тр. МАИ. 2013. № 65. 15 с. http://trudymai.ru/published.php?ID=35964
  11. Абгарян В.К., Ахметжанов Р.В., Леб Х.В. и др. Моделирование эрозии ускоряющего электрода ионно-оптической системы ионного двигателя // Взаимодействие ионов с поверхностью: ВИП-2013: Тр. 21-й Международ. конф. 22–26 авг. 2013. Ярославль, Россия. 2013. Т. 1. С. 95–98.
  12. Antropov N.N., Akhmetzhanov R.V., Bogatyy A.V. et al. Experimental research of radio-frequency ion thruster // Thermal Engineering. 2016. V. 63. Iss. 13. P. 957–963. https://doi.org/10.1134/S0040601516130036
  13. Leiter H.J., Loeb H.W., Schartner K.-H. The RIT15 ion engines — A survey of the present state of radio frequency ion thruster technology and its future potentiality European Space Agency // Spacecraft Propulsion. 3rd Intern. Conf. 10–13 Oct. 2000, Cannes, France / ed. R.A. Harris; European Space Agency, 2001. ESASP-465. P. 423–432.
  14. Abgaryan V.K., Kruglov K.I. Thermal model of RF ion thrusters and ion sources // J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2015. V. 9. Iss. 6. P. 1137–1143
  15. Li J., Qiu J., Chu Y., Zhang T. et al. Ion Thruster Grid Lifetime Assessment Based on Its Structural Failure // Intern. J. Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engin. 2015. V. 9. Iss. 11. P. 1978–1981.
  16. Богачев Е.А., Елаков А.Б., Белоглазов А.П., Денисов Ю.А., Тимофеев А.Н. Способ изготовления пористого каркаса-основы композиционного материала: Патент РФ № 2620810. Опубл. 29.05.2017. Бюл. № 16.
  17. Goebel D., Katz I. Fundamental of electric propulsion: Ion and Hall Thrusters / Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology. Space and Technology Series. 2008. 493 p. https://doi.org/10.1002/9780470436448

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (320KB)
3.

下载 (588KB)
4.

下载 (701KB)
5.

下载 (1MB)
6.

下载 (57KB)
7.

下载 (631KB)
8.

下载 (48KB)
9.

下载 (878KB)

版权所有 © Р.В. Ахметжанов, А.В. Богатый, Е.А. Богачев, С.В. Гордеев, А.Б. Елаков, Д.А. Каширин, Ю.С. Перминова, Г.А. Попов, М.В. Черкасова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».