Определение разности потенциалов, ускоряющей ионы
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СПД
Расчёт основных характеристик и основных размеров СПД произведён в соответствии с методикой, изложенной в [1]. К числу основных параметров, с помощью которых можно описать СПД типовой схемы, представленной на рисунке 1.1, относятся: а) средний диаметр ускоряющего канала D определяющий масштаб модели; б) диаметр наружного полюсного наконечника Dн; в) диаметр внутреннего полюсного наконечника Dв; г) ширина канала bк; д)длина канала lk; ж)толщина выходных кромок разрядной камеры δk
Рис.1.1 Принципиальная схема и основные размеры СПД.
Для общей характеристики конструкции используются также габаритные размеры Dу и lу. Принимая во внимание вышеизложенное, можно сделать вывод, что в качестве основной задачи расчёта рассматриваем задачу определения совокупности значений перечисленных размеров, а также параметров магнитной системы (количество ампер-витков и размеры элементов магнитопровода), которые обеспечивают выполнение заданных требований. Все эти размеры можно определить по среднему диаметру движителя. При выборе среднего диаметра необходимо выполнение условия эффективной работы двигателя:
(1.1)
Массовый расход через анодный блок определим по формуле:
(1.2)
Тогда максимально допустимое значение среднего диаметра составляет:
На основе накопленного опыта по разработке ЭРД типа СПД можно сделать вывод о том, что оптимальный режим работы достигается при: - ширине канала камеры ускорения bk =0.012 м; - длине ускоряющего канала lk =0,024 м, при различных значениях массового расхода и мощности. Наружный диаметр ускоряющего канала определим по формуле:
DH=D+bk; (1.3) DH=0.049+0.012=0.061 м; Внутренний диаметр ускоряющего канала определим по формуле:
DB=D-bk; (1.4) =0.049-0.012=0.037 м; Рассчитаем габаритные размеры движителя по формуле:
(1.5) (1.6)
Толщину выходных кромок изолятора вычислим из соотношения:
(1.7)
Определение тяговой мощности и кинетической мощности струи
При расчете характеристик СПД примем, что время работы движителя составляет 10% от времени существования КА.
(1.8)
Зная массовый расход РТ, определяем следующие величины: а) тяговую мощность струи ионов определим по формуле: (1.9)
Вт; б) кинетическую мощность ионного потока на выходе из движителя вычислим из соотношения:
, (1.10)
где -коэффициент, характеризующий разброс угла вылета ионов относительно оси ЭРДУ. = 0,95…0,97; Принимаем = 0,96; - коэффициент, характеризующий разброс ионов по энергии. = 0,93…0,98; Принимаем = 0,97. Вт.
Определение разности потенциалов, ускоряющей ионы
Толщину слоя ионизации в канале определяем по следующей формуле:
, (1.11)
где k= - постоянная Стефана-Больцмана; Та =1100 К- температура анода; =12,1 эВ - потенциал ионизации ксенона; e= Кл - заряд электрона; = - коэффициент скорости ионизации; - площадь ускорительного канала. Площадь ускорительного канала определяем по формуле:
, (1.12)
м2. Таким образом: м. Концентрацию электронов в канале найдем по формуле:
,(1.13)
где М- масса одного иона ксенона, которая составляет: кг, - перепад потенциала в зоне ионизации. , где =12,1 В - потенциал ионизации ксенона; Рассчитанная концентрация электронов соответствует оптимальному режиму работы двигателя.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (227)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |