RESEARCH AND DEVELOPMENT OF HIGH-SPECIFIC-IMPULSE AND LONG-LIFETIME HALL THRUSTERS

高比冲长寿命霍尔推进器的研发

基本信息

  • 批准号:
    22360360
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

High power and high specific impulse characteristics of Hall thrusters were experimentally studied. Input power and specific impulse reached above5kW and 3,000sec, respectively. Hall thrusters are expected for future space exploration. In this study, we introduce the recent research and development of two kinds of Hall thruster at Osaka Institute of Technology, Japan. Specially, for Japanese in-space propulsion, high-power and high-specific-impulse characteristics of Hall thruster were measured with both the laboratory-model SPT-type THT-VI and TAL-type TALT-2 in order to obtain basic thruster performances with high discharge voltage and large mass flow rate and to understand practical problems under high power operations. With THT-VI the discharge current was almost flat with a constant mass flow rate although not so good with high discharge voltages of 800-1000V. The input power reached above 5kW. Both the thrust and the specific impulse linearly increase with discharge voltage. The thrust ranges from 50 to200mN at specific impulse of 1500-4000sec. The thrust efficiency reaches above 60%. Typical thrust performance is a thrust of 110mN and a thrust efficiency of 61% at a specific impulse of 3200sec with an input power of 2.8kW. The discharge current oscillation also increased with raising discharge voltage. As for TALT-2 thruster, the input power and the specific impulse are above 3.5kW and, 2800sec, respectively.
对霍尔推进器的高功率、高比冲特性进行了实验研究。输入功率达到5kW以上,比冲达到3000秒以上。霍尔推进器有望用于未来的太空探索。在这项研究中,我们介绍了日本大阪工业大学两种霍尔推进器的最新研发情况。为了获得高放电电压、大流量的霍尔推进器的基本性能,了解高功率工作条件下的实际问题,特别是针对日本空间推进,用实验室SPT型THT-VI和TAL型TALT-2型两种仪器对霍尔推进器的高功率、高比冲特性进行了测试。对于THT-VI,在恒定的质量流量下,放电电流几乎是平坦的,但在800-1000V的高放电电压下则不是很好。输入功率达到5kW以上。推力和比冲均随放电电压线性增加。推力范围为50~200mN,比冲1500~4000秒。推力效率达到60%以上。典型的推力性能为110MN,比冲为3200秒,输入功率为2.8kW,推力效率为61%。放电电流的振荡也随着放电电压的升高而增大。对于TALT-2推进器,输入功率大于3.5kW,比冲大于2800秒。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Research and Development of High-Power High-Efficiency Hall-Type Ion Engines for Space Exploration
空间探索用大功率高效霍尔型离子发动机研发
Research and Development of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters for Nano-Satellites
纳卫星极低功率圆柱霍尔推进器的研制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tomoyuki Ikeda;Kazuya Togawa,Takahiro Nishida;Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 通讯作者:
    Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
低毒性推進剤を用いたアークジェットスラスタの基礎作動実験
低毒推进剂电弧喷射推进器基本运行实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    池田知行;藤田雄也;松本和真;杉村勇也;田原弘一;渡辺陽介
  • 通讯作者:
    渡辺陽介
TAL及びSPTホールスラスタの高電圧作動・高比推力化実験
TAL和SPT霍尔推进器的高压运行和高比冲实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田川雅人;安田茂;水谷朗;横田久美子;三藤陽平,加藤優貴,山本怜,杉本成,戸川和也,池田知行,田原弘一
  • 通讯作者:
    三藤陽平,加藤優貴,山本怜,杉本成,戸川和也,池田知行,田原弘一
Prediction of Hall Thruster Performance and Plasma Features
霍尔推进器性能和等离子体特征的预测
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tomoyuki Ikeda;Tsuyoshi Fujita;Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 通讯作者:
    Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
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