Un nuevo propulsor de plasma de resonancia ciclotrónica electrónica de alimentación transversal: diseño y análisis de características del plasma
Autores: Han, Yajie; Xia, Guangqing; Sun, Bin; Zhang, Junjun; Chen, Liuwei; Lu, Chang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un nuevo propulsor de plasma de resonancia ciclotrónica electrónica de alimentación transversal: diseño y análisis de características del plasma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Desarrollo
Análisis
Evaluación del rendimiento
Alimentación transversal
Intensidad del campo eléctrico
Pruebas de descarga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el desarrollo, análisis y evaluación del rendimiento de un nuevo propulsor de plasma por resonancia de ciclotrón electrónico (ECRPT) de alimentación transversal. El ECRPT opera basado en el principio de alimentación transversal e incorpora un diseño estructural optimizado. A través de una extensa simulación de las -s de la antena, se determinan los tamaños óptimos de antena tanto para configuraciones coaxiales como de alimentación transversal. Además, se simula la intensidad del campo eléctrico de la antena para ambas estructuras de alimentación, revelando una mayor intensidad del campo eléctrico en la estructura transversal, promoviendo así la descarga. Empleamos el modelo de difusión-drifting para calcular la densidad numérica de electrones en la cámara de descarga y determinamos que la densidad numérica puede alcanzar un orden de magnitud de 10 m. Se realizan pruebas de descarga experimentales bajo diversas condiciones de potencia de microondas, demostrando que el propulsor puede iniciar y cesar su operación con una potencia incidente tan baja como 5 W, significativamente menor que la de las estructuras de alimentación coaxial tradicionales. A un nivel de potencia de 20 W, la densidad de corriente de iones puede alcanzar 3 A/m. Además, el propulsor de alimentación transversal exhibe un rendimiento excepcional cuando la potencia supera los 10 W, y la tasa de flujo de propulsante varía de 0.5 SCCM a 5 SCCM. Las características de rendimiento superiores de la configuración de propulsor propuesta la convierten en un candidato prometedor para aplicaciones que exigen sistemas de propulsión de plasma eficientes y de baja potencia.
Descripción
Este documento presenta el desarrollo, análisis y evaluación del rendimiento de un nuevo propulsor de plasma por resonancia de ciclotrón electrónico (ECRPT) de alimentación transversal. El ECRPT opera basado en el principio de alimentación transversal e incorpora un diseño estructural optimizado. A través de una extensa simulación de las -s de la antena, se determinan los tamaños óptimos de antena tanto para configuraciones coaxiales como de alimentación transversal. Además, se simula la intensidad del campo eléctrico de la antena para ambas estructuras de alimentación, revelando una mayor intensidad del campo eléctrico en la estructura transversal, promoviendo así la descarga. Empleamos el modelo de difusión-drifting para calcular la densidad numérica de electrones en la cámara de descarga y determinamos que la densidad numérica puede alcanzar un orden de magnitud de 10 m. Se realizan pruebas de descarga experimentales bajo diversas condiciones de potencia de microondas, demostrando que el propulsor puede iniciar y cesar su operación con una potencia incidente tan baja como 5 W, significativamente menor que la de las estructuras de alimentación coaxial tradicionales. A un nivel de potencia de 20 W, la densidad de corriente de iones puede alcanzar 3 A/m. Además, el propulsor de alimentación transversal exhibe un rendimiento excepcional cuando la potencia supera los 10 W, y la tasa de flujo de propulsante varía de 0.5 SCCM a 5 SCCM. Las características de rendimiento superiores de la configuración de propulsor propuesta la convierten en un candidato prometedor para aplicaciones que exigen sistemas de propulsión de plasma eficientes y de baja potencia.