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Impulso y mediciones de rendimiento de propulsante sólido eléctrico en un propulsor de plasma pulsado alimentado por ablación electro térmica en laboratorio

Autores: Glascock, Matthew S.; Rovey, Joshua L.; Polzin, Kurt A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Impulso y mediciones de rendimiento de propulsante sólido eléctrico en un propulsor de plasma pulsado alimentado por ablación electro térmica en laboratorio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Propulsores sólidos eléctricos
Propulsor de plasma pulsado
Impulso específico
Alimentado por ablación
Politetrafluoroetileno
Niveles de energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los propulsores sólidos eléctricos son propulsores químicos sólidos avanzados que pueden ser controlados (encendidos, regulados y apagados) mediante la aplicación y eliminación de una corriente eléctrica. Este comportamiento puede permitir que el propulsor se utilice en sistemas de propulsión multimodo que utilizan el propulsor de plasma pulsado ablativo. Se investigó el rendimiento de un propulsor sólido eléctrico operando en un propulsor de plasma pulsado alimentado por ablación utilizando un soporte de empuje de micro-newton de péndulo invertido. Se midieron el impulso y el impulso específico del dispositivo que utiliza el propulsor sólido eléctrico para pruebas de corta duración de 100 pulsos y pruebas de mayor duración hasta el final de la vida útil, a niveles de energía de 5, 10, 15 y 20 J. Además, el dispositivo se operó utilizando el propulsor de plasma pulsado alimentado por ablación de última generación, politetrafluoroetileno (PTFE). Las mediciones del impulso para el PTFE indican 100 +/- 20 uN-s a un nivel de energía inicial de 5 J, que aumenta linealmente con la energía en aproximadamente 30 uN-s/J. Dentro del margen de error del experimento, las mediciones del impulso para el propulsor sólido eléctrico son idénticas a las del PTFE. Se calcula que el impulso específico al operar con PTFE es de aproximadamente 450 s. Se demuestra que una capa superficial en el propulsor sólido eléctrico higroscópico se abla rápidamente durante los primeros descargas del dispositivo, lo que disminuye el impulso específico promedio en relación con el propulsor tradicional de politetrafluoroetileno. Corregir estos datos restando las mediciones de pérdida de masa por ablación de las primeras descargas da como resultado un impulso específico del propulsor sólido eléctrico corregido de aproximadamente 300 s.

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