Numerische Simulation zur Auslegung eines magnetoplasmadynamischen Triebwerks mit überlagertem koaxialem Magnetfeld

叠加同轴磁场磁等离子体动力发动机设计的数值模拟

• 批准号: 5448009
• 负责人: Professorin Dr.-Ing. Monika Auweter-Kurtz
• 金额: --
• 依托单位: Steinbeis-Transfer-Institut Akademie für Luft- und Raumfahrt German Aerospace Academy (ASA)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5448009?language=en
• 关键词: Numerische; Simulation; zur; Auslegung; eines

Ein magnetoplasmadynamisches Triebwerk mit überlagertem koaxialem Magnetfeld ist ein elektrischer Antrieb für die Raumfahrt. Die Kernkomponenten sind eine zentrale Kathode, eine koaxiale, ringförmige Anode, die am Austritt einer Düse platziert wird und ein koaxial angeordneter Magnet. Das durch den Magneten erzeugte so genannte Fremdfeld soll innerhalb des Triebwerks überwiegend axial gerichtet sein und außerhalb sehr schnell divergieren. Die Auswirkungen eines solchen Fremdfeldes auf die Plasmaströmung lassen eine hohe Schubdichte, einen hohen spezifischen Impuls und eine hohe Effizienz erwarten. Die physikalischen Prozesse, die letztlich zur Beschleunigung des Treibstoffes führen, sind noch nicht umfassend im Detail erforscht. Im Rahmen dieses Projekts soll daher in einem ersten Schritt ein numerisches Verfahren entwickelt werden, mit dessen Hilfe basierend auf heutigem Kenntnisstand ein optimiertes Design für ein Triebwerk entworfen wird, das anschließend gebaut und experimentell getestet werden kann. Es wird erwartet, dass sich durch den Vergleich der numerischen und experimentellen Ergebnisse das Verständnis dieser Geräte deutlich verbessert und ein wichtiger Beitrag zu ihrer zukünftigen Optimierung geleistet werden kann.

一个带有同轴磁场的磁等离子体动力学装置是一个用于空间的电动装置。核心组件是一个中心阴极，一个同轴环形阳极，在澳大利亚有一个扁平磁体和一个同轴角磁体。由于磁铁的作用，弗雷姆菲尔德的磁场使三角形工件的轴向磁场变得很强，而且磁场也变得很分散。在等离子体流中，Auschenkungen是一个很好的选择，一个很好的特殊脉冲和一个很好的效率。物理过程，即对三层结构进行优化的过程，在细节上还没有完全完成。在一个最初的设计中，这些项目需要一个韦尔登，在健康的基础上，这些项目需要一个最优化的设计，以使一个Triebwerk能够工作，这些设计和实验可以得到韦尔登。这将使我们通过数值计算和实验的方法来确定德国的最优方案，从而使韦尔登能够实现最优方案。