Результаты разработки и испытаний микро расходного катода-нейтрализатора на рабочие токи до 300 мА

Abstract

В статье рассмотрены вопросы влияния параметров полого катода на характеристики электроракетного двигателя, обоснована необходимость снижения массового расхода через катод и потребляемой катодом электрической мощности. Изложены физические аспекты разработки и результаты теплового моделирования конструкции катода. Представлены результаты испытаний микрорасходного (мкг/с) безнакального катода-нейтрализатора на рабочие токи до 300 мА для электроракетных двигателей. Показано, что созданная модель катода обеспечивает нейтрализацию ионного пучка с током от 0 до 300 мА при потенциале пучка 10-45 В, энергозатратах 5,5-12,5 Вт и расходе ксенона 10-30 микрограмм/сек. Использование такой модели катода позволит увеличить на 13-21 % удельный импульс маломощной двигательной установки и снизить необходимый запас рабочего тела на борту космического аппарата.

У статті розглянуто питання впливу параметрів порожнього катода на характеристики електроракетного двигуна, обґрунтовано необхідність зниження масової витрати через катод та електричної потужності, що споживається катодом. Викладено фізичні аспекти розробки та результати теплового моделювання конструкції катода. Наведено результати випробувань мікровитратного (мкг/с) безнакального катода-нейтралізатора на робочі струми до 300 мА для електроракетних двигунів. Показано, що створена модель катода забезпечує нейтралізацію іонного пучка зі струмом від 0 до 300 мА при потенціалі пучка 10-45, енерговитратах 5,5-12,5 Вт і витраті ксенону 10-30 мікрограм/сек. Використання такої моделі катода дозволить збільшити на 13-21% питомий імпульс малопотужної рухової установки та знизити необхідний запас робочого тіла на борту космічного апарату.