, , а. и. морозов1,
Московский государственный институт радиотехники, электроники
и автоматики (технический университет)
1Институт ядерного синтеза РНЦ «Курчатовский институт», Москва
работа СПД в «пулеметном» режиме
Приведены основные интегральные параметры источника плазмы, работающего как в стационарном, так и в «пулеметном» режимах. В стационарном режиме получен тяговый к. п.д. ~54% и скоростью истечения струи ~ 18 км/с. В «пулеметном» режиме к. п.д. составил величину ~57% для режима τu=20 мс и Q=10. Расходимость струи в обоих режимах порядка 
15°. Показано, что унос изолятора в «пулеметном» режиме меньше, чем в стационарном режиме.
Для малых космических аппаратов (КА), которые нашли широкое применение в новых технологиях (связь, метеорология и т. д.), необходимы стационарные плазменные двигатели (СПД) мощностью 
100 Вт [1, 2]. При использовании СПД одним из преимуществ является то, что один и тот же двигатель может работать и в непрерывном режиме и в режиме коротких импульсов ~мс («пулеметный» режим). В первом случае речь идет о коррекции траектории КА, во втором – о поддержании КА на заданной траектории.
Был изготовлен и испытан источник плазмы, работающий как в стационарном режиме при вкладываемой мощности 300 Вт с высокими интегральными характеристиками, так и в «пулеметном» режиме, который позволял сохранять высокие параметры. «Пулеметный» режим реализовался с помощью импульсной подачи газа в разрядную камеру двигателя и прерыванием электропитания [3, 4].
Эксперименты показали, что в этом случае резко уменьшались передний и задний фронты импульса разрядного тока, а значит более экономно расходовался газ (ксенон).
Были измерены интегральные параметры источника плазмы при работе в «пулеметном» и стационарном режимах.
В стационарном режиме массовый расход ксенона менялся от 0,8 мг/с до 1,2 мг/с, разрядное напряжение изменялось в диапазоне от 200 В до 300 В. При максимальных входных параметрах был получен тяговый к. п.д., равный 54%. Тяга при этом составляла величину 2,2 г и скорость истечения плазмы была порядка 18 км/с. Полуугол расходимости струи, измеренный с помощью электрических зондов оказался равен 15°.
Измерение интегральных параметров в «пулеметном» режиме проводилось при длительности импульса τu = 20 мс и скважности Q = 3, а также при τu = 50 мс и Q = 10.
В первом случае (τu = 20 мс и Q = 3) при тех же средних входных параметрах интегральные характеристики мало отличались от характеристик при работе двигателя в стационарном режиме.
С увеличением длительности импульса до τu = 50 мс и скважности до Q = 10 интегральные параметры увеличивались. Так при напряжении 300 В в импульсе и среднем расходе ксенона 1 мг/с, к. п.д. источника плазмы достигал величины ~57%.
Расходимость струи при работе источника плазмы в «пулеметном» режиме в обоих случаях в пределах погрешности измерений совпадал с расходимостью струи при стационарной работе источника.
Было проведено измерение уноса материала изолятора разрядной камеры источника плазмы в «пулеметном» и стационарном режимах работы. Показано, что унос изолятора в «пулеметном» режиме меньше, чем при работе в стационарном режиме.
Список литературы
1. , , и др. // Физика плазмы. 1997. Вып. 23. № 7. С. 635-645.
2. Hruby V., Pote B., Gamero-Castano M. et all. // 27th International Electric Propulsion Conference. Pasadena. October. 2001.
3. Pote B., Hruby V. et all. // 28th International Electric Propulsion Conference. Toulouse, France. 2003.
4. , , и др. Источники низкотемпературной плазмы. // Сб. трудов. Харьков. 1977. Вып 2.
