RESEARCH ON ENHANCEMENT OF IMPULSE FOR ELECTROTHERMAL PULSED PLASMA THRUSTERS ONBOARD SMALL SATELLITES

小卫星电热脉冲等离子体推进器脉冲增强研究

• 批准号: 19360382
• 负责人: TAHARA Hirokazu
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: Osaka Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360382/
• 关键词: 電気推進; 航空宇宙流体・構造・航法・制御・推進; パルスプラズマスラスタ; 高インパルスビット; 超小型人工衛星; テフロン; 電熱加速; 推進性能; 流れ場計算; 設計相似則; 小型人工衛星

Electrothermal PPT has been studied in order to understand physical phenomena and improve thrust performances with both experiments and numerical simulations. The length and diameter of a Teflon discharge room of electrothermal PPTs are changed to find the optimum configuration of PPT heads in very low energy operations for the satellite. Initial impulse bit measurements are conducted, and long operations and endurance tests are also carried out with the optimum PPT configuration. The PPT was operated with a small stored energy of 2.43J per shot. The PPT with a discharge room diameter of 1.0mm and an insulator length of 9.0mm stably generated the highest impulse bit of 250μNs with the highest thrust efficiency of 18%. In the endurance test, the total impulse of about 5Ns, as shown in Fig.2, was achieved in 53,000-shot operation with 2.43J/shot. Finally, the engineering model of PPT system was developed.

为了了解电热PPT的物理现象和改善推力性能，本文采用实验和数值模拟相结合的方法对电热PPT进行了研究。为了找到卫星在极低能量运行时PPT磁头的最佳配置，改变了一个聚四氟乙烯放电室的长度和直径。进行了初始脉冲钻头测量，并使用最佳PPT配置进行了长期操作和耐久性测试。PPT以每次发射2.43J的小储存能量操作。在放电室直径为1.0mm、绝缘体长度为9.0mm的情况下，PPT稳定地产生了250μNs的最高脉冲位，最高推力效率为18%。在耐久性试验中，如图2所示，在2.43J/次的53，000次发射操作中实现了约5 N的总冲量。最后，建立了PPT系统的工程模型。

项目成果

Project of Osaka Institute of Technology Electric-Rocket-Engine onboard Small Space Ship

大阪工业大学小型宇宙飞船电动火箭发动机项目

• 发表时间: 2008
• 期刊: Frontier of Applied Plasma Technology Vol. 1
• 作者: 池田馨;青木健太朗;水本博;中澤浩二;井嶋博之;船津和守;梶原稔尚;Hirokazu Tahara;Hirokazu Tahara
• 通讯作者: Hirokazu Tahara

小型衛星搭載用電熱加速型パルスプラズマスラスタの性能特性

小卫星电热加速脉冲等离子体推进器性能特点

• 发表时间: 2007
• 作者: 黒木俊祐;吉本剛;宮井勇樹;田原弘一
• 通讯作者: 田原弘一

Influences of Magnetic Field Topography and Discharge Channel Structure on Performance of Anode-Layer Hall Thrusters

磁场形貌和放电通道结构对阳极层霍尔推进器性能的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Seiro Yuge;Yoshihiro Kuwamura and Hirokazu Tahara
• 通讯作者: Yoshihiro Kuwamura and Hirokazu Tahara

Performance Enhancement of Electrothermal Pulsed Plasma Thrusters for Small Satellites

小型卫星电热脉冲等离子体推进器的性能增强

• 发表时间: 2009
• 期刊: 31^<st> International Electric Propulsion Conference-Professional Meeting- 2009-2540
• 作者: 池田馨;青木健太朗;水本博;中澤浩二;井嶋博之;船津和守;梶原稔尚;Hirokazu Tahara
• 通讯作者: Hirokazu Tahara

大阪工業大学小型スペースシップ搭載用電熱加速型パルスプラズマスラスタの性能特性

大阪工业大学小型宇宙飞船用电热加速脉冲等离子体推进器的性能特性

• 发表时间: 2007
• 作者: 黒木 俊祐;吉本 剛;宮井 勇樹;田原 弘一
• 通讯作者: 田原 弘一