Caratterizzazione termica di un propulsore a effetto Hall

Titolo originale:

Thermal Characterization of a Hall Effect Thruster

Contenuto del libro:

Le caratteristiche termiche di un propulsore Hall influenzano direttamente la progettazione del propulsore e del veicolo spaziale. Le temperature elevate influiscono sulle capacità della bobina magnetica e causano un tasso di erosione dell'isolante più elevato, influenzando le prestazioni e la durata del propulsore.

Il propulsore di Hall trasferisce calore sia per irraggiamento che per conduzione e il veicolo spaziale deve gestire questa energia termica aggiuntiva. Una termocamera a infrarossi fornisce un metodo non intrusivo per analizzare le caratteristiche termiche di un propulsore Hall operativo. Questa tesi contiene l'analisi termica di un propulsore di Hall da 200 W di Busek Co.

Inc.

da 200 W, utilizzando una termocamera a infrarossi FLIR ThermaCAM SC640. Il laboratorio di analisi della propulsione spaziale e di simulazione del sistema presso l'Air Force Institute of Technology della Wright-Patterson Air Force Base ha fornito il luogo di installazione e funzionamento del propulsore.

La termocamera a infrarossi fornisce le temperature superficiali dell'intero propulsore e approssima il comportamento del riscaldamento transitorio durante l'avvio, lo stato stazionario e lo spegnimento. Le termocoppie verificano e correggono i dati della termocamera. Le emissività determinate sperimentalmente caratterizzano i materiali del propulsore.

Inoltre, un'analisi del fattore di vista tra i pixel della telecamera e la porzione di allumina spruzzata del catodo determina lo scambio di radiazioni tra i pixel e la superficie del catodo. Questo processo sviluppa una tecnica per mappare le temperature superficiali di geometrie complesse con fiducia nei valori reali. La mappatura accurata delle temperature superficiali di un propulsore a effetto Hall migliorerà l'efficienza e la durata del propulsore e permetterà di prevedere il carico termico del propulsore su un satellite.