Diseño y Validación Experimental de un Balance de Empuje Torsional de Micro-Newton para un Propulsor de Electrospray de Líquido Iónico
Autores: Zhang, Ying; Guo, Dawei; Yang, Yuntian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño y Validación Experimental de un Balance de Empuje Torsional de Micro-Newton para un Propulsor de Electrospray de Líquido Iónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Avances
Balance de empuje torsional de micro-newtons
Propulsor de electrospray de líquido iónico
Calibración
Influencia de la gravedad
Estudios experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo describe los avances en un balance de empuje torsional de micro-newton para un propulsor de electrospray de líquido iónico (ILET) que se está desarrollando en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa. El balance de empuje torsional adopta un brazo de péndulo asimétrico sobre un pivote flexible, y se utiliza un dispositivo de peine electrostático para la calibración, lo que hace que el balance sea compacto y permite la medición del empuje a nivel de micro-newton con alta precisión. Para minimizar la influencia de la gravedad en los resultados de medición, se adapta un mecanismo de contrapeso ajustable en dos dimensiones para equilibrar todo el brazo y hacer que su centro de masa esté cerca del eje del pivote. Las oscilaciones mecánicas se amortiguan pasivamente con un amortiguador de corriente de Foucault. Se llevan a cabo una serie de estudios experimentales en una cámara de vacío; los resultados proporcionan validación de que el balance tiene buena linealidad en el rango de 2-30 N, con una resolución mejor que 0.21 N y un tiempo de estabilización ante una fuerza escalonada de menos de 7 s, lo que puede cumplir con los requisitos de medición de empuje del ILET que opera en el modo de polaridad de voltaje de trabajo alternante. Además, encontramos que la fuerza electrostática generada por el cable de alimentación tiene una influencia no despreciable en los resultados de medición de empuje, lo que debe ser considerado en la medición de empuje real.
Descripción
Este trabajo describe los avances en un balance de empuje torsional de micro-newton para un propulsor de electrospray de líquido iónico (ILET) que se está desarrollando en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa. El balance de empuje torsional adopta un brazo de péndulo asimétrico sobre un pivote flexible, y se utiliza un dispositivo de peine electrostático para la calibración, lo que hace que el balance sea compacto y permite la medición del empuje a nivel de micro-newton con alta precisión. Para minimizar la influencia de la gravedad en los resultados de medición, se adapta un mecanismo de contrapeso ajustable en dos dimensiones para equilibrar todo el brazo y hacer que su centro de masa esté cerca del eje del pivote. Las oscilaciones mecánicas se amortiguan pasivamente con un amortiguador de corriente de Foucault. Se llevan a cabo una serie de estudios experimentales en una cámara de vacío; los resultados proporcionan validación de que el balance tiene buena linealidad en el rango de 2-30 N, con una resolución mejor que 0.21 N y un tiempo de estabilización ante una fuerza escalonada de menos de 7 s, lo que puede cumplir con los requisitos de medición de empuje del ILET que opera en el modo de polaridad de voltaje de trabajo alternante. Además, encontramos que la fuerza electrostática generada por el cable de alimentación tiene una influencia no despreciable en los resultados de medición de empuje, lo que debe ser considerado en la medición de empuje real.