Ионный двигатель своими руками: Португалец собрал ионный двигатель в домашних условиях

Реактивная тяга или как устроен ионный реактивный двигатель / Хабр

Не секрет, что все реактивные двигатели работают за счёт закона сохранения импульса. Именно из него вытекает, что реактивная тяга — это произведение массового расхода на скорость выхода рабочего тела из сопла.

Эту скорость принято называть удельным импульсом реактивного двигателя. Давайте для примера найдём реактивную тягу при стрельбе из автомата Калашникова, которая является основной составляющей отдачи. Пусть масса пули будет 0,016 кг, начальная скорость пули 700 м/с, а скорострельность 10 выстр./с. Тогда отдача F=700∙0,016∙10=112 Н (или 11 кгс). Большая отдача, но тут приведена техническая скорострельность 600 выстр./мин. В реальности стрельба ведётся очередями или одиночными и составляет ≈50 выстр./мин.

Выстрел из АК


Вернёмся к реальным реактивным двигателям, в которых вместо пуль обычно используются потоки выходящего с гиперзвуковой скоростью газа. Химические реактивные двигатели являются самыми распространёнными, но не единственными.


В этой статье, с большим предисловием, я хочу рассказать об ионных реактивных двигателях (далее ИРД). ИРД используют в качестве рабочего тела заряженные частицы — ионы. Ионы имеют массу, и если их разогнать электрическим полем, то можно создать реактивную тягу. Это всё в теории, а теперь подробнее. ИРД имеет некоторый запас газа, который ионизируют (т.е. нейтрально-заряженные атомы газа разбивают на отрицательные электроны и положительные ионы) с помощью газового разряда. Далее ионы разгоняются электрическим полем с помощью специальной системы сеток, и эта же система сеток блокирует движение электронов. После того, как положительные ионы вылетели из сопла, их нейтрализуют отрицательными электронами (в результате этого происходит рекомбинация и газ начинает светиться), чтобы ионы не притягивались обратно к двигателю, и тем самым не снижали его тяги.

Почему ксенон?

Обычно в ИРД в качестве рабочего тела используется газ ксенон, так как он имеет наименьшую энергию ионизации среди инертных газов.


Удельный импульс ионных реактивных двигателей достигает 50 км/с, что в 150 раз превышает скорость звука! Увы, но тяга таких двигателей составляет около 0,2 Н. Почему же так? Ведь удельный импульс очень большой. Дело в том, что масса ионов очень маленькая и массовый расход получается небольшим. Для чего тогда такие двигатели нужны, если они ничего не смогут сдвинуть с места? На Земле может быть не смогут, а вот в космосе, где нет сил сопротивления, они достаточно эффективные. Существует такое понятие как полный импульс — произведение тяги на время или произведение удельного импульса на массу топлива, который у ИРД является достаточно большим.

Решим следующую задачу. Пусть жидкостный ракетный двигатель имеет удельный импульс 5 км/с, а у нашего ИРД он будет 50 км/с. И давайте масса рабочего тела (в ЖРД она равна массе топлива) у обоих двигателей будет 50 кг. Примем массу космического аппарата равной 100 кг.

Найдём по формуле Циолковского конечную скорость аппарата (т. е. когда в нём закончится рабочая масса).

И что получается, если ионный и химический реактивные двигатели будут иметь одинаковую массу топлива, то ИРД сможет разогнать космический аппарат до больших скоростей, нежели химический РД. Правда на ИРД космический аппарат будет разгонятся дольше до конечной скорости, чем на ЖРД. Но в путешествиях к далёким планетам, высокая конечная (разгонная) скорость будет компенсировать этот недостаток.

Схема полёта к Марсу на ИРД


ИРД используются и в наше время. Например, аппарат Deep Space 1 сблизился с астероидом Брайль и кометой Борелли, передал на Землю значительный объём ценных научных данных и изображений.

Deep Space 1

Также космическая антенна LISA, которая сейчас находится на стадии проектирования, будет использовать ИРД для корректировки орбиты.

Laser Interferometer Space Antenna

И напоследок, давайте определим тягу ИРД, зная массу иона М=6,5∙10^-26 кг, ускоряющие напряжение U=50 кВ, ток нейтрализации I=0,5 А, элементарный заряд е=1,6∙10^-16 Кл.

Напряжение — это работа по переносу заряда, т.е. на выходе из сопла ион будет иметь кинетическую энергию равную произведению напряжения на заряд иона. Из кинетической энергии выражаем скорость (удельный импульс). Найдём массовый расход из определения тока, электрический ток — это проходящий заряд во времени. Получается, что массовый расход — это произведение массы иона и тока, делённое на заряд иона. Перемножая удельный импульс и массовый расход, получаем тягу равную 0,1 Н.

Подводя итог, хочу сказать, что существуют плазменные реактивные двигатели, у которых схожее устройство, но которые имеют намного больший массовый расход рабочего тела. Кто знает, может быть уже завтра на таких двигателях человечество будет летать на Марс и Луну.

Ионные двигатели своими руками

Регистрация Вход Войти Забыли пароль? Небоскрёбы: самые интересные здания и проекты. Сетевой каталог предложил покупателям динозавра. Дело техники Научный подход Открытый космос cassini mars exploration rover Вселенная Луна МКС Марс Млечный Путь Сатурн Солнце Титан Фобос Юпитер астероиды вода на Марсе галактики жизнь вне Земли жизнь на Марсе звёзды карликовые планеты кольца Сатурна кометы космическая техника космические двигатели космический туризм космология космонавтика луны луны Сатурна метеориты планетные системы планеты протопланетные диски сверхновые сложные вещества в космосе солнечная активность суборбитальные аппараты телескопы транснептуновые объекты чёрные дыры шаттлы эволюция Солнечной системы экзопланеты Прошлая жизнь Секрет фирмы Личный опыт Здоровый интерес Жажда творчества.




Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Статья о скандальном двигателе появилась в научном журнале
  • Ионный двигатель своими руками
  • Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий
  • Миниатюрные линейные пьезоэлектрические двигатели
  • Россия успешно испытала антигравитационный двигатель Леонова
  • Португалец собрал ионный двигатель в домашних условиях. Ионный двигатель своими руками схема
  • Ионный двигатель NASA доставит человека на Марс за две недели
  • Ионный двигатель

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ИОННЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РАЗВИЛ 145 735 КМ/Ч ! NEWS!

Статья о скандальном двигателе появилась в научном журнале



Области применения миниатюрных двигателей и приводов довольно обширны — это и приводы для измерительных устройств, таких как электронные и туннельные микроскопы, приводы манипуляторов различных сборочных роботов, а также исполнительные механизмы в технологическом оборудовании и бытовой технике.

В качестве микромоторов могут использоваться коллекторные и бесколлекторные электромагнитные микродвигатели, пьезомоторы и интегральные приводы MEMS. В статье пойдет речь о пьезоэлектрических двигателях. Взависимости от степени миниатюризации используются различные типы микромоторов. Для макроуровня, где требуется большая мощность при относительно малых размерах, применяются миниатюрные электромагнитные двигатели и соленоиды.

Для микроустройств в настоящее время широко используются интегральные приводы, созданные по MEMS-технологии. Пьезоприводы проигрывают электромагнитным двигателям по мощности, а MEMS микромоторам — по степени микроминиатюризации. Однако основное преимущество микропьезомоторов — возможность прямого позиционирования с субмикронной точностью.

Кроме того, эти приводы имеют и множество других преимуществ перед своими электромагнитными конкурентами. Электромагнитные микроэлектродвигатели коллекторные, шаговые и бесколлекторные в настоящее время достигли предела миниатюризации.

Двигатели этого типа довольно сложны и содержат сотни деталей. При дальнейшем уменьшении размеров усложняется процесс сборки, а также теряется эффективность двигателя. Для намотки катушек статора приходится использовать более тонкий провод, который имеет более высокое сопротивление. Так, при уменьшении размеров коллекторного микроэлектродвигателя до 6 мм гораздо большая часть подводимой электрической энергии преобразуется в тепло, нежели в механическую энергию.

В большинстве случаев для получения линейных приводов на базе электродвигателей необходимо применение дополнительных механических передач и редукторов, которые преобразуют вращательное движение в поступательное и обеспечивают нужную точность позиционирования. При этом возрастают размеры всего устройства в целом, а значительная часть энергии тратится на преодоление трения в механической передаче. Диаграмма, приведенная на рис. В настоящее время многими фирмами освоено серийное производство пьезомоторов.

В статье рассматривается продукция двух производителей пьезоприводов: немецкого Physik Instrumente PI и американского New Scale Technologies. Выбор фирм не случаен.

Американская фирма на данный момент производит самые маленькие в мире пьезодвигатели, а немецкая является одним из лидеров в секторе пьезоприводов для прецизионного оборудования. Производимые ею пьезомоторы имеют уникальные функциональные характеристики и пользуются заслуженной репутацией среди производителей прецизионного технологического и измерительного оборудования. Обе фирмы используют свои патентованные решения.

Принцип работы двигателей обеих фирм, а также их конструкция различны. На рис. Основа привода — муфта прямоугольного сечения с внутренней резьбой и ходовой винт червяк. На гранях металлической муфты смонтированы пьезокерамические пластины актуаторов.

При подаче двухфазных сигналов на пары пьезоэлектрических актуаторов создаются вибрационные колебания, которые передаются в массу муфты. Для более эффективного преобразования электрической энергии в механическую актуаторы работают в резонансном режиме.

Частота возбуждения зависит от размеров пьезопривода и находится в диапазоне от 40 до кГц. Механические колебания, действующие на границе двух рабочих поверхностей муфты и винта, вызывают появление сил сдавливания с поворотом типа вращения хула-хупа. Результирующая сила обеспечивает вращение червяка относительно неподвижного основания — муфты.

При движении винта и происходит преобразование вращательного движения в линейное перемещение. В зависимости от сдвига фаз управляющих сигналов можно получать вращение винта как по часовой, так и против часовой стрелки. В качестве материалов винта и муфты используются немагнитные материалы, такие как бронза, нержавеющая сталь, титан. Резьбовая пара муфта—червяк не требует смазки для работы. Пьезоприводы практически безынерционные, обеспечивают отличную приемистость движение с ускорением до 10 g , практически бесшумны в звуковом диапазоне 30 Гц — 15 кГц.

Точность позиционирования может достигаться без использования датчиков положения — благодаря тому, что движение происходит без проскальзывания при условии, что нагрузка на рабочий винт находится в рабочих пределах , и перемещение прямо пропорционально числу импульсных сигналов, приложенных к пластинам актуатора. Пьезоприводы имеют практически неограниченный срок службы, разве что со временем за счет износа винтовой передачи может быть частично потеряна точность позиционирования.

Пьезопривод может выдерживать режим блокировки движения за счет приложения сил торможения, превосходящих усилие тяги привода. В этом случае будет происходить проскальзывание без разрушения винтовой передачи. Сегодня микромоторы серии SQL признаны самыми маленькими электродвигателями в мире, которые производятся серийно. Таким образом, потребитель имеет возможность использовать набор готовых компонентов для получения своего OEM электромеханического модуля.

Микросхема драйвера привода рис. Входное напряжение 3 В. Уровни выходных напряжений формирователей — до 40 В. Один из самых больших секторов применения микроэлектроприводов — цифровые фотокамеры и видеокамеры рис. Микропривод используется в них для управления фокусировкой объектива и оптическим зумом. Привод производит смещение двух линз вдоль направляющих вверх—вниз и обеспечивает автофокусировку длина хода оптики 2 мм и зум ход перемещения линз до 8 мм.

Во всем мире насчитывается сотни миллионов людей, нуждающихся в периодических дозированных инъекциях медицинских препаратов. В этом случае следить за временем, дозами, а также проводить процедуру инъекции должен сам пациент.

Этот процесс можно значительно упростить и тем самым облегчить жизнь пациента, если создать программируемый шприц-дозатор рис. На базе пьезопривода SQL уже реализован программируемый насос-шприц для инъекций инсулина. Дозатор состоит из микроконтроллерного модуля управления, емкости с препаратом, шприца и управляемого привода. Управление дозатором осуществляется встроенным микроконтроллерным модулем с батарейным питанием. Элемент питания — литиевая батарея.

Модуль дозатора может быть встроен в одежду больного и размещен, например, в области рукава. Временные интервалы между инъекциями и дозы медикамента программируются под конкретного клиента. Активация шприцев происходит как по инициативе самого бойца, так и по команде из блока носимой электроники или же по радиоканалу из командного терминала на основании показаний датчиков при потере бойцом сознания, например, после ранения или в результате контузии.

Поскольку в пьезоприводах SQL не используются ферросплавные материалы, а также электромагнитные поля, двигатели этого типа могут использоваться для создания носимых медицинских диагностических устройств, совместимых с методом магниторезонасной томографии.

Данные приводы также не будут вносить помехи при размещении в рабочих зонах оборудования, использующего ядерный магнитный резонанс, а также вблизи электронных сканирующих микроскопов, микроскопов с фокусированием ионных потоков и т.

На базе пьезопривода могут быть созданы микронасосы для дозированной подачи жидкостей в лабораторном исследовательском оборудовании. Основные достоинства микронасоса такой конструкции — высокая точность дозирования и надежность работы. Пьезопривод подходит для создания механических устройств, работающих в условиях как высокого, так и сверхвысокого вакуума, и обеспечивающих высокую точность позиционирования рис.

Материалы привода обладают малым газовыделением в вакууме. При работе привода в режиме микроперемещений выделяется мало тепла. В частности, такие двигатели найдут широкое применение при создании новых поколений сканирующих электронных микроскопов, ионных сканирующих масс-спектрометров, а также в технологическом и тестирующем оборудовании для электронной промышленности, в оборудовании, применяемом в ускорителях частиц, таких как синхротроны. Уникальные параметры пьезопривода позволяют использовать его при очень низких температурах.

Фирмой уже выпускаются варианты исполнений приводов для коммерческих и космических применений при низких температурах. В настоящее время на базе микромоторов SQL созданы приводы для различных функциональных узлов в криогенном лабораторном оборудовании, а также механические приводы для подстройки параметров космических телескопов. Работа при низких температурах требует других частот и амплитуд сигналов для возбуждения пьезоактуаторов. Немецкая фирма Physik Instrumente PI www. Основной сектор — оборудование для нанопозиционирования и обеспечения контроля движения с высокой точностью.

Фирма является одним из ведущих производителей оборудования данного профиля. Используются уникальные запатентованные решения. За счет отсутствия смещения эти устройства обладают высокой точностью позиционирования. PILine — патентованная конструкция пьезопривода, разработанная фирмой PI. Сердцем системы является прямоугольная монолитная керамическая плата — статор, которая разделена с одной стороны на два электрода. В зависимости от направления движения, левый или правый электрод керамической платы возбуждается импульсами с частотой в десятки и сотни килогерц.

Алюминиевый фрикционный наконечник толкатель прикреплен к керамической плате. Он обеспечивает передачу движения от колеблющейся пластины статора к фрикциону каретки. Материал фрикционной полоски обеспечивает оптимальную силу трения при работе в паре с алюминиевым наконечником. Благодаря контакту с полоской фрикциона обеспечивается сдвиг подвижной части привода каретки, платформы, поворотного столика микроскопа вперед или назад.

С каждым периодом колебаний керамического статора выполняется сдвиг каретки на несколько нанометров. Движущая сила возникает из продольных колебаний пластины актуатора. Усилие привода пьезодвигателя может достигать 50 Н. Приводы PILine могут работать без обратной связи и обеспечивать разрешение 50 нм. При отсутствии сигнала наконечник толкателя прижат к полоске фрикциона и сила трения, действующая на границе между наконечником и фрикционом, обеспечивает фиксацию каретки.

Фирма PI выпускает серию линейных пьезоприводов по технологии PILine с различными функциональными параметрами. В качестве примера рассмотрим характеристики конкретной модели P рис. Модуль привода P может заменить классический привод на основе двигателя с вращающимся валом и механической передачей, а также другие линейные электромагнитные приводы.

Самофиксация каретки при останове не требует дополнительной энергии. Привод предназначен для перемещения малых объектов с высокой скоростью и точностью. При этом выдерживается высокая точность позиционирования каретки и достаточно высокий уровень силы фиксации в неподвижном состоянии.

Наличие фиксации каретки обеспечивает возможность работы привода в любых положениях и гарантирует фиксацию положения каретки после останова даже под действием нагрузки. В схеме драйвера для возбуждения пьезоактуаторов используются короткие импульсы амплитудой всего 3 В.

Схема обеспечивает автоподстройку резонансного режима под конкретные размеры керамических актуаторов. Фирма PI производит модули управления контроллеры для своих пьезоприводов. Плата управления содержит интерфейс управления, преобразователь напряжения и выходной драйвер для возбуждения пьезокерамического актуатора.

Ионный двигатель своими руками

Начальные классы. Классному руководителю. Задача освоения космоса является актуальной для всего человечества. Это необходимо для научных исследований, которые проводятся для того, чтобы узнать устройство нашего мира, изучить влияние космоса на него.

Наделавший много шума скандальный двигатель EmDrive попал на страницы научного демонстрирующих EmDrive, сделанные своими руками . Ионный двигатель не может работать постоянно, а значит.

Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий

Это первая модель, для Недостатком ионного двигателя является малая тяга например разгон В американской лаборатории реактивного движения созданы ионные двигатели, Идея использования электрической энергии для получения реактивной тяги В отличие от химических реактивных двигателей, которые, сжигая Новый двигатель Ноймана является двигателем с импульсным катодом. Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно Синхронизирующий электромагнитный момент машины Реактивные шаговые двигатели позволяют редуцировать частоту вращения ротора. Линейные шаговые двигатели преобразуют импульсную

Миниатюрные линейные пьезоэлектрические двигатели

История с получившим скандальную известность чудо-двигателем EmDrive, якобы нарушающим известные законы природы и потому способным значительно ускорить космические перелеты, получила продолжение — статья с результатами его испытаний опубликована в рецензируемом журнале. История EmDrive началась еще в году, когда британский инженер Роджер Шойер представил общественности электромагнитный двигатель необычной конструкции. Он состоял из магнетрона — устройства, генерирующего микроволновое излучение, медного конического резонатора, напоминающего ведро, запаянное с обоих краев. По словам изобретателя, двигатель способен создавать тягу без использования реактивного выброса.

Как оказалось, чтобы самостоятельно сделать электромобиль, не нужно быть ученым.

Россия успешно испытала антигравитационный двигатель Леонова

Технология находится в процессе разработки! Ионный двигатель создает возможность разогнать космический аппарат в условиях невесомости до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих типов космических двигателей. Сущность, строение и принцип работы ионного двигателя. Схема ионного двигателя. Преимущества ионного двигателя.

Португалец собрал ионный двигатель в домашних условиях. Ионный двигатель своими руками схема

Регистрация Вход Войти Забыли пароль? Гробы: модернизация и инновации в похоронном деле. Обнародованы детали миссии следующего марсохода NASA. Дело техники Научный подход Открытый космос cassini mars exploration rover Вселенная Луна МКС Марс Млечный Путь Сатурн Солнце Титан Фобос Юпитер астероиды вода на Марсе галактики жизнь вне Земли жизнь на Марсе звёзды карликовые планеты кольца Сатурна кометы космическая техника космические двигатели космический туризм космология космонавтика луны луны Сатурна метеориты планетные системы планеты протопланетные диски сверхновые сложные вещества в космосе солнечная активность суборбитальные аппараты телескопы транснептуновые объекты чёрные дыры шаттлы эволюция Солнечной системы экзопланеты Прошлая жизнь Секрет фирмы Личный опыт Здоровый интерес Жажда творчества. Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий Леонид Попов , 2 апреля Нравится 5. Он предназначен для космических аппаратов весом от 1 до килограммов. При этом малыши остаются на тех орбитах, на которые их доставила ракета-носитель.

Новый ионный двигатель ESA работает на воздухе Сверхмощный электрический ионный двигатель X3 смог продемонстрировать солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция · Как экономить.

Ионный двигатель NASA доставит человека на Марс за две недели

Дебютный полет машины продлился всего двеннадцать секунд, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Идея создания ионного двигателя далеко не нова — первые такие мысли появлялись у советских и американских конструкторов еще в 60 годах прошлого века. Все они обладают одними и теми же преимуществами и недостатками. С одной стороны, ионные двигатели крайне экономичны, требуя мало топлива.

Ионный двигатель

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Ионный двигатель

Log in No account? Create an account. Remember me. Facebook Twitter Google.

Спутник с электрическим двигателем, который работает на воздухе. В перспективе такие двигатели можно устанавливать на спутники, которые быстро вращаются на очень низких орбитах.

Форум космопорта Космос и все, что с ним связано Ионный двигатель своими руками На страницу Пред. Предыдущая тема :: Следующая тема. Работать будет? Дался нафик этот блин гекан.

Области применения миниатюрных двигателей и приводов довольно обширны — это и приводы для измерительных устройств, таких как электронные и туннельные микроскопы, приводы манипуляторов различных сборочных роботов, а также исполнительные механизмы в технологическом оборудовании и бытовой технике. В качестве микромоторов могут использоваться коллекторные и бесколлекторные электромагнитные микродвигатели, пьезомоторы и интегральные приводы MEMS. В статье пойдет речь о пьезоэлектрических двигателях. Взависимости от степени миниатюризации используются различные типы микромоторов.



Создание ионного двигателя: модель I | by Chloe Wang

Одной из многих технологий, рассматриваемых для будущих программ космических полетов, являются ионные двигатели , которые являются частью двигательной установки, известной как электрическая.

Они особенно популярны благодаря своей высокой эффективности и длительному времени разгона . В отличие от химических двигательных установок, у которых топлива достаточно только для запуска ракеты с орбиты, у ионных двигателей есть топливо, которого хватит на много лет. Постоянное выделение этого топлива по инерции позволяет им со временем разгонять тела до чрезвычайно высоких скоростей.

Короче говоря, они работают за счет ионизации топлива (обычно ксенона) и производства плазмы, которой можно управлять электрическими и магнитными полями для создания тяги . Если вам нужно подробное объяснение работы ионного двигателя, вы можете прочитать «2.1 Базовая работа ионного двигателя » из моей обзорной статьи о двигателях Холла.

Я решил, что хочу построить ионный двигатель — или хотя бы продемонстрировать концепцию. Он определенно не достоин ракетного корабля, но использует аналогичные механизмы, чтобы показать, как можно создать ионную тягу/ветер.

Для расходных материалов я использовал:

  • Батарейный контейнер от фонарика (у меня вмещались 3 батарейки ААА)
  • Повышающий силовой модуль (DC6–12V до 1000kV)
  • 3 металлических винта (длиной ~6 см) идеально)
  • 3 алюминиевые банки (у меня были банки Brisk Tea)
  • Медная проволока
  • Зажим типа «крокодил»
  • Изолента (или термоусадки)
  • Зажим для переплета
  • Чек (или другой тип тонкой бумаги)
  • 90 (Я использовал Ender 3 V2)+ нить

  • Горячий клей
  • Двусторонний скотч

3D-печать Детали

Сначала я начал с проектирования компонентов, которые будут удерживать двигатель, в TinkerCAD , простой в использовании программе для создания 3D-печати.

  • Платформа A удерживает подставку и держатель банки.
  • Платформа B содержит держатель винта и имеет крышку. Эта платформа приклеивается к платформе А при печати.
  • Подставка предназначена для прикрепления чека с помощью клипсы.
  • Держатель винта входит в плоский компонент, который можно перемещать на платформе B. Это позволяет мне регулировать расстояние между винтами и банками.
  • Крышка платформы устанавливается на правую платформу после установки держателя винтов.
  • Держатель банок вмещает 3 банки.

Профессиональный совет: При проектировании компонентов, подходящих друг к другу, убедитесь, что часть, входящая в отверстие, немного меньше самого отверстия. Я сделал ошибку, сделав их одного размера, и мне пришлось несколько раз перепечатывать некоторые компоненты.

Я напечатал эти компоненты в течение нескольких дней (обычно их печать занимала от 5 до 13 часов) с использованием белого PLA-филамента . Я использовал Ultimaker Cura в качестве слайсера с обычными настройками и заполнением 10% . Если вы хотите печатать компоненты быстрее, я напечатал крышку и держатель банки со скоростью 150 мм/с вместо 50 мм/с, и все равно получилось нормально.

Сборка

Аккумуляторный контейнер служил источником питания и был (вручную) подключен к силовому модулю через зеленый и красный провода для достижения большего напряжения (приблизительно 4,5 вольта до 1000 кВ). Я закрепил модуль питания и батарейный отсек на платформе B с помощью двустороннего скотча.

Это тот же силовой модуль, который используется в электрошокерах, поэтому при его использовании нужно соблюдать осторожность. Я убедился, что всякий раз, когда я перемещаю компоненты, контейнер батареи находится далеко от зеленого и красного проводов, которые соединяют его с модулем питания. Я также старался не прикасаться к токопроводящим компонентам (проводка, гвозди, металл и т. д.) во время работы.

Один провод на противоположном конце модуля питания был соединен с медным проводом с помощью изоленты. Затем этот медный провод был намотан на три винта в держателе винта. Обмотка медного провода вокруг трех винтов позволила всем им получить напряжение.

Совет: Я бы рекомендовал покрыть винты медью, чтобы сделать их более токопроводящими. Вы можете сделать это, положив лимонный сок на сумму лимона + 2 щепотки соли + 20 пенни в миску с винтами. Через несколько часов ваши винты станут темнее/медного цвета. (У меня кончились лимоны, поэтому я не смог омеднить свои винты)

Банки были установлены на держателе в стопку без использования клея (они балансировали друг на друге). Затем я подключил другой провод от силового модуля к одной из банок с помощью зажима-крокодила и изоленты.

Последняя часть — установка подставки. Затем я прикрепил к нему квитанцию ​​с помощью скрепки. Движение этой бумаги будет означать производство ионного ветра.

Полностью собранный ионный двигатель должен выглядеть примерно так:

Эта модель демонстрирует, как можно создать ионный ветер с помощью основных механизмов, используемых в ионных двигателях.

Подача напряжения на винты заставляет их действовать как положительно заряженные аноды , при этом подавая напряжение на банки заставляет их действовать как отрицательно заряженные катоды . Это генерирует электрическое поле .

Из винтов получаются хорошие аноды, потому что они острые, а из банок хорошие катоды, потому что они круглые. Острие анода позволяет зарядам упаковываться вместе , делая электрическое поле сильнее вокруг этого места. Фактически, он становится достаточно сильным, чтобы вырвать отрицательно заряженных электрона из окружающего воздуха, превратив их в положительно заряженные ионы.

Теперь эти положительно заряженные ионы отталкиваются от положительно заряженных анодов (винтов) и притягиваются к отрицательно заряженным катодам (банки). Двигаясь к катодам, они также сталкиваются и выбивают электроны из других молекул воздуха, создавая больше ионов , которые движутся к катодам. Эти ионы движутся через катоды в виде ионного ветра, который вы можете видеть, толкая квитанцию, когда работает ионный двигатель.

Вот несколько видеороликов о работе ионного двигателя. Вы можете видеть, что я вручную подключаю провода силового модуля к контейнеру батареи, хотя вы можете спроектировать переключатель, если хотите. На третьем видео вы можете увидеть плазму на кончиках винтов, когда молекулы воздуха ионизируются.

Эта модель не идеальна, и я определенно думаю, что есть несколько вещей, которые можно было бы улучшить, например:

  • Винты можно было бы покрыть медью и лучше центрировать. Для лучшего центрирования винтов потребуются некоторые изменения оригинальной конструкции держателя винтов.
  • Некоторые части напечатанных на 3D-принтере компонентов можно было уменьшить, чтобы сэкономить время печати и нить.
  • В силовую часть этой модели можно было добавить выключатель, чтобы провода от силового модуля не нужно было вручную присоединять к контейнеру батареи. Это также сделало бы использование этой модели более безопасным.

В целом, тем не менее, я доволен продуктом, так как он успешно производит ионный ветер и даже видимую плазму.

Есть отзывы или вопросы? Отправьте мне письмо по адресу [email protected], и я буду рад ответить!

Вы можете узнать больше о том, чем я занимаюсь, в моих ежемесячных информационных бюллетенях. Зарегистрируйтесь здесь .

Как вы делаете электрические двигательные установки в своем подвале?

Как вы делаете электрические двигательные установки в своем подвале?

Двигательные установки для космических кораблей бывают разных форм. Одной из систем, которая вызывает растущий интерес, является электрическая силовая установка. По сравнению с химической тягой электрическая тяга обеспечивает меньшую тягу, но в течение более длительного периода времени. Это делает электрические двигательные установки идеальными для самых разных целей — от исследования дальнего космоса до удержания станций вокруг Земли. Как правило, считается, что разработка электрических силовых установок является областью крупных, хорошо финансируемых программ НИОКР. Однако они также могут разрабатываться отдельными технологами в качестве хобби. Чтобы узнать больше, мы поговорили с Майклом Бретти, который рассказывает о своих домашних разработках электрических двигательных установок на своем веб-сайте Applied Ion Systems.

Можете ли вы объяснить, почему вас интересуют электрические двигательные установки для наноспутников и пикоспутников?

Мой интерес к электрическим силовым установкам проистекает из того факта, что электрическая силовая установка является междисциплинарной областью: она действительно объединяет практически все области и дисциплины, которые я уже люблю изучать, в одну область. Я только недавно сильно увлекся электрическими двигателями и действительно почти случайно. Есть много вещей, которые в конечном итоге привели к тому, что это та область, на которой я действительно решил сосредоточиться и заниматься.

Ключевой момент, который действительно привел меня на этот путь, начался еще в старшей школе, когда я начал возиться с высоким напряжением. Высоковольтные генераторы с таймером 555, управляющим катушками зажигания и обратноходовыми преобразователями, умножители напряжения Кокрофта-Уолтона, искровые промежутки, создание озона, вытягивание дуги из трансформаторов микроволновых печей — все это действительно зацепило меня в области высоких напряжений. Двигаясь дальше, я обнаружил, что существуют целые области применения высокого напряжения, помимо создания дуг и искр, что привело меня к открытию целой области плазменной инженерии. Все, от тепловых до нетепловых, от атмосферных до вакуумных, от постоянного тока до ВЧ – вся область была абсолютно захватывающей и разнообразной. Вы можете найти применение этой технологии практически в любой области и дисциплине. Было что-то фундаментально эпическое в способности контролировать и манипулировать четвертым состоянием материи и использовать его для стольких практических применений!

В какой-то момент среди моих общих интересов и увлечений я также заинтересовался силовыми установками, увидев в Интернете удивительные хобби-проекты, посвященные импульсным реактивным двигателям, небольшим гибридным ракетам и турбореактивным двигателям. Эти меня совершенно очаровали. Удивительно, что можно было самому построить реактивный двигатель дома! К сожалению, как импульсные, так и турбореактивные двигатели требовали доступа к сварке и некоторой специальной обработке (о которой у меня не было ни ресурсов, ни знаний в то время), хотя я пытался (безуспешно) построить бессварочный импульсный реактивный двигатель с обычными трубными фитингами и оборудованием. . Тем не менее, я смог побаловаться со стендовыми испытаниями небольших гибридных ракет, начав сначала с простых двигателей, сделанных из латунных фитингов, небольших одноразовых кислородных баллонов и полиэтиленовых трубок для топлива из хозяйственного магазина. Позже я экспериментировал с дегтярным топливом и форсунками, отлитыми из цемента. Ничего даже отдаленно близкого к полету, если быть точным — просто простые стендовые испытания для изучения основ технологии.

По мере того, как я продвигался в своих собственных исследованиях этих различных систем для развлечения, я начал изучать области, связанные с физикой пучков частиц, импульсными энергетическими системами и генерацией рентгеновского излучения. Это еще больше расширило круг моих интересов. Естественно, появились электрические двигатели, особенно с ионными двигателями, связанными с физикой ионных пучков, что мне показалось интересным, хотя и не моим основным направлением. Я все еще экспериментировал с высоковольтными проектами, но в колледже и даже через несколько лет после выпуска у меня не было средств, чтобы заняться проектами, связанными с вакуумом.

Однако несколько лет назад я решил стиснуть зубы и всерьез заняться разработкой и запуском вакуумной системы. Я действительно хотел попасть в эти проекты и решил, что мне просто нужно начать. Я потратил год на создание большой библиотеки ресурсов и стал экспертом в области вакуумной техники, пройдя бесчисленное количество итераций проектирования, обратившись в как можно больше лабораторий за запасным вакуумным оборудованием и прочесывая eBay в поисках сделок. Я смог получить некоторое бесплатное оборудование благодаря друзьям и связям, которые я установил, которые также занимались проектами в области высокого вакуума. Я также терпеливо приобретал детали на eBay и оптимизировал конструкцию своей системы, исходя из того, какие детали я мог найти.

Поскольку это потребовало таких больших затрат времени и усилий, и я рассчитывал работать над этим бесконечно долго, я также запустил веб-сайт Applied Ion Systems , чтобы документировать эти проекты и внести свой вклад в сообщество производителей, используя свой опыт. Я также присоединился к Твиттеру, где начал писать о прогрессе этих проектов.

Изначально я намеревался работать над мощным импульсным электронно-лучевым комплексом старого типа. У меня были готовы все чертежи, планы и расчеты. К сожалению, существовала проблема защиты от интенсивного рентгеновского излучения. Это, а также сборка полной системы с многокаскадным драйвером импульсной мощности, лучевой системой и самой аппаратурой потребует гораздо больше времени и денег. В итоге у меня было достаточно запасных частей, чтобы построить вторую, маленькую камеру, и я захотел заняться каким-то уникальным проектом на стороне, которого я раньше не видел на этом уровне в сообществе любителей. Исключив системы очень высокого напряжения и другие проекты, связанные с другими рисками и опасностями, я подумал: почему бы не поиграть с некоторыми простыми двигателями, чтобы заполнить свое время работой над большими вещами? Это можно было сделать в меньшем масштабе и гораздо безопаснее, чем большой проект, над которым я работал, с использованием простых материалов и источников питания с более низким напряжением. Прежде всего, он объединил мои интересы в области высокого напряжения, плазменных систем, систем ускорителей частиц, вакуума и двигателей в одной области!

Я начал с очень простого мелкомасштабного импульсного плазменного двигателя размером с кубсат. В двигателе использовалось тефлоновое топливо и не требовалась внешняя подача газа, что упрощало конструкцию и сводило затраты к минимуму. Поскольку двигатель также работал при довольно низком напряжении (по сравнению с тем, к которому я привык), всего 1-2 киловольта, подача напряжения через стандартные вакуумные вводы не была проблемой. К сожалению, этот первый двигатель так и не заработал, но я был полон решимости запустить его. Своими первоначальными сообщениями об этой сборке я привлек внимание нескольких членов сообщества наноспутников, которые помогли мне познакомить меня с различными группами cubesat и PocketQube. Я обнаружил, особенно на уровне PocketQube, что в этом масштабе практически не ведется работа над двигателем. Действительно, ни в одном спутнике такого масштаба двигательная установка успешно не использовалась, и на рынке для этого класса спутников фактически не существовало никакой двигательной установки. Именно здесь я увидел, что можно внести реальный вклад.

С тех пор я все больше и больше вовлекался в сообщество, переходя от простых прототипов к полностью интегрированным системам. Чем больше я погружался в это, тем больше меня захватывало, и тем больше это становилось моим единственным главным хобби. Раньше я метался между разными проектами, но электрическая тяга позволила мне заниматься всем, что меня интересовало, в рамках одной широкой темы. На этом уровне люди также проявляли настоящий, неподдельный интерес к плазменным и ионным двигателям. Это позволило мне получить небольшое количество последователей и некоторый импульс в сообществах наноспутников и производителей. Теперь электрическая тяга поглощает все мое свободное время и ресурсы. Если я не на своей основной работе или не провожу время с семьей, то я сосредотачиваюсь на разработке двигательных установок. Существует так много неиспользованного потенциала, который можно исследовать и продвигать!

И я думаю, что это часть красоты электрического двигателя — он охватывает так много! ВЧ-плазма, плазма постоянного тока, импульсная плазма, ионные пучки постоянного тока, импульсные ионные пучки, многополярные пучки и электронные пучки. Буквально все виды топлива, которые только можно вообразить – твердые вещества, жидкости, газы, пластик, металл и вода. Вы называете это. И электрическая тяга происходит и разделяет многое из других областей. Ионные двигатели — это, по сути, ионные пушки, используемые в физике элементарных частиц и полупроводниках. ВЧ-плазменные двигатели имеют те же основы, что и ВЧ-плазменные горелки и другие источники ВЧ-плазмы, применяемые в исследованиях и промышленности. Импульсные двигатели уже давно используются в импульсных источниках плазмы для физических и энергетических исследований. Электроспрей находит применение во всем: от фрезерования сфокусированным ионным пучком до технологии печати и химии. Нейтрализаторы — это всего лишь тип электронной пушки. Все связано в той или иной форме. Просто невозможно заскучать со всеми темами, которые вы можете охватить только на электродвигателях, и всегда есть что-то новое, что можно попробовать!

Еще один аспект электрических двигателей, который я действительно оценил, заключается в том, что их масштабируемость обеспечивает доступность. Двигатели могут быть массивными, мощностью в несколько киловатт на самых больших спутниках, или они могут быть самыми крошечными двигателями на самых маленьких спутниках, работающими всего на несколько ватт или меньше. Несмотря на то, что все еще существует много технических проблем с масштабированием меньшего размера, тот факт, что это можно сделать очень маленьким, делает его чрезвычайно интересным для решения на этом уровне.

И есть реальные приложения и спрос на этот материал. У меня уже есть два подруливающих устройства, интегрированных в AMSAT-EA GENESIS N и L PocketQubes, все настроено и готово к запуску в ближайшие пару месяцев. Я веду переговоры о другом подруливающем устройстве, которое может взлететь в начале следующего года. Это уже не просто возиться с прототипами в подвале для развлечения, а разрабатывать настоящие, пригодные для использования, развертываемые двигательные модули, которые могут оказать существенное влияние на поле. Я могу раздвинуть границы возможного на этом уровне, выйдя за рамки обычных разработок, проводимых в области электрических двигателей на уровне крупных финансируемых НАСА, ЕКА, академических учреждений или компаний.

Как вы занимаетесь проектированием и тестированием силовых установок на любительском уровне?

Это отличный вопрос, и мне его часто задают, но его сложно правильно выразить словами. В первую очередь это происходит из-за установки на подход к проблемам, которая была ключевой движущей силой всего, что я делаю. С тех пор, как я был маленьким, я всегда увлекался изготовлением вещей. Очевидно, что бывают случаи, когда вы не можете получить доступ к определенным вещам — либо они слишком дороги, их трудно достать, либо что-то еще. В таких случаях я заканчиваю тем, что пытаюсь сделать эти вещи самостоятельно. От робототехники до музыкальных инструментов всегда применялись одни и те же принципы, независимо от проекта, за который я взялся. Я должен был попробовать это сам. Каждый раз, когда я вижу что-то, что меня интересует, я сразу думаю про себя: как я могу построить это самостоятельно с небольшими деньгами и ресурсами дома? Это кажется очень простым вопросом, но он сразу же заставляет меня думать обо всех возможностях, начиная с моих фундаментальных ограничений и работая над ними для достижения моей цели. Это движущая сила всего, что я делаю, и это менталитет, который я культивировал годами. Я очень практический ученик. Я постоянно думаю о том, как сделать что-то максимально простым и эффективным.

Если мы выйдем за рамки этой базовой философии и перейдем к реальной практической стороне проектирования и тестирования, то увидим, что весь процесс состоит из множества шагов. Сначала все начинается с интереса. Я сталкиваюсь с технологией, которая меня заинтриговала, и сразу же начинаю думать о том, как разбить ее на основные принципы и работать с ней самостоятельно. Какой бы сложной ни казалась технология, она всегда основана на некоторых фундаментальных принципах, общих для других областей. Большая часть этого начального этапа, и на самом деле большая часть моего времени, тратится на то, чтобы часами сидеть, исследуя и размышляя о технологии. Я загружаю и просматриваю столько статей, сколько могу найти, не только по самой базовой технологии, но и по другим связанным с ней аспектам. Все, начиная от физической конструкции двигателя и заканчивая топливом, материалами, электроникой, полной интеграцией и т. д. Когда я просматриваю документы, я сразу идентифицирую схемы, изображения, таблицы с параметрами (мощность, тяга, напряжение, ISP и т. д.), данные и выводы. Я ищу как в академических кругах, так и в промышленности. Я рассматриваю все возможные топологии и способы настройки и эксплуатации такого двигателя. Меня всегда восхищали различные подходы к этим проблемам, и действительно, никогда не бывает одного правильного решения. Я также обнаружил, что в некоторых из первых новаторских работ в этих областях содержится столько же невероятно ценных знаний, сколько и в новых передовых технологиях.

Далее идут наброски на бумаге. Как только у меня появляется общее представление о топологии, я всегда просто делаю набросок, чтобы сделать что-то осязаемым. Оттуда я перехожу к первоначальным проектам САПР. Не что-то окончательное или конкретное, а множество различных предварительных проектов и конфигураций. В то же время, поскольку это высокоинтегрированная система, мне также необходимо подумать о том, как электроника взаимодействует с двигателем на верхнем уровне. Особенно на уровне наноспутников и пикоспутников ограничения по мощности и пространству являются двумя основными ограничениями, которые определяют как технический класс двигателей, которые можно использовать, так и предельные характеристики, которые могут быть достигнуты.

После первоначальных концептуальных проектов я приступаю к усовершенствованию проектов с точки зрения доступности материалов и производства. Поскольку я работаю, по сути, с бюджетом в несколько сотен долларов в месяц, я не могу позволить себе какие-либо супер нестандартные вещи. Все должно быть сделано с использованием как можно большего количества готовых компонентов; Мне нужно свести к минимуму индивидуальную обработку и очень дорогие материалы. Это привело меня к интенсивному использованию высокопроизводительных 3D-печатных материалов. Я интегрирую многочисленные функции в дизайн, делая его очень многофункциональным. Это позволяет мне легче интегрировать двигатель и электронику вместе и тратить лишь малую часть того, что потребовалось бы для изготовления этих деталей на заказ из цельного материала. Конечно, есть некоторые вещи, которых нельзя избежать, например изготовление на станке с ЧПУ ионных эмиттеров из пористого стекла для моих двигателей с электрораспылением ионной жидкости, над которыми я работаю. Но даже здесь я провел бессчетное количество часов, изучая способы проектирования деталей таким образом, чтобы сделать эту передовую силовую технологию более доступной на этом уровне.

После уточнения моделей и уточнения деталей изготовления я начинаю работу над электроникой двигателя. Поскольку я разрабатываю физические двигатели для прямой интеграции с электроникой, у меня уже есть общее представление о том, как должна располагаться плата вокруг двигателя с учетом ограничений по пространству и мощности, а также компонентов и функциональности схемы. Электронная часть конструкции, вероятно, более утомительна и сложна, чем сам физический двигатель, потому что я очень ограничен в пространстве и мощности на этом уровне. Существуют также дополнительные соображения, такие как расстояние между высоковольтными кабелями и отслеживание платы, которые необходимо учитывать в условиях высокого вакуума. Для PocketQube, который представляет собой всего лишь пятисантиметровый куб для 1P (где 2P — это два из них, 3P — это три и т. д.), и обычно обеспечивающий максимальную мощность всего пару ватт, масштабирование на таком экстремальном уровне невероятно требовательный. Прямо сейчас мои двигательные модули имеют общий объем порядка менее 0,5P — это менее 5 см x 5 см x 2,5 см. Они потребляют от небольшой доли ватта до пары ватт максимум. Все это для топлива, высокого напряжения, управления и самого двигателя!

После того, как все окончательно спроектировано, изготовлены все детали и установлены печатные платы, система паяется и собирается в первый раз. Я считаю, что, особенно в некоторых стилях 3D-печати, определение допусков остается немного сложным. Это означает, что на первых итерациях всегда есть некоторые модификации рук, чтобы все подошло правильно. Дремелирование, шлифовка и опиловка ничего не могут исправить!

Затем идет тестирование. Из всех шагов тестирование, безусловно, является самым утомительным. Здесь все сходится. Электроника двигателя проходит предварительную проверку на воздухе перед окончательной установкой в ​​камере. Это нужно для того, чтобы убедиться, что высоковольтная и управляющая электроника работает должным образом. Затем двигатель необходимо тщательно очистить, собрать и установить в камеру в зависимости от испытательного запуска (срок службы, измерения тяги, общее зажигание и т. д.). Каждый двигатель имеет очень разные режимы управления и работы, и некоторые из них проще, чем другие. Все должно быть подключено к вакуумной стороне, проверено дважды, а затем трижды. Как только двигатель будет запечатан в камеру высокого вакуума и откачан, любые проблемы с проводкой потребуют многочасового повторения процесса.

Несмотря на всю эту подготовку, никогда нельзя быть полностью готовым к тому, чего ожидать во время теста. Вещи ведут себя совсем иначе в высоком вакууме, чем в атмосфере. Когда вы объединяете высокое напряжение, ограниченное пространство, плазму и ионные пучки в одной картине, может произойти много неожиданного. Только когда вы действительно окажетесь в кресле пилота, вы сможете по-настоящему почувствовать двигатель в действии. Вся теория и предварительная подготовка необходимы, чтобы увеличить ваши шансы на успех, но реальный мир всегда сильно отличается от теоретического мира. Управление этими подруливающими устройствами по-прежнему является очень практическим и увлекательным занятием. Каждый тип подруливающего устройства имеет различные ощущения. Во всех случаях я запускаюсь с минимальной мощностью, а затем медленно набираю обороты. Мне приходится одновременно следить за кучей вещей — вакуумом, охлаждением, контрольно-измерительными приборами, управлением двигателем, питанием, проверять, записываю ли я хорошее видео для анализа испытаний, делаю заметки, собираю данные. Так много всего происходит. Когда что-то идет не так или не работает так, как ожидалось, мне действительно приходится думать на ходу и приспосабливаться к ситуации. Часто случаются сбои – искрение, перекрытия, короткое замыкание компонентов. Но вид плазменного импульса или крошечного ионного пучка, исходящего от двигателя (и из правильной области!), делает все это стоящим. Видеть, как этот крошечный двигатель наконец-то ожил после всех этих исследований, проектирования и испытаний — это действительно захватывающий момент.

Во время тестирования я также отправляю в Твиттер весь тест по мере его прохождения. От вакуумной откачки до подготовки, предтестового инструктажа и фактических испытаний — он дает другим возможность заглянуть за кулисы того, что на самом деле происходит во время расширенных испытаний двигателей. И я разделяю все это, от полнейших неудач до полного успеха. Это всегда интересная поездка с множеством поворотов на этом пути! Нет другого электрического двигателя, который так открыто обнажал бы все это в самой грубой форме. Каждый может увидеть и внимательно проследить не только во время испытаний, но и с самого начала первоначальных концепций и теорий до испытаний двигателя в конце срока службы.

Но после тестирования дело не останавливается на достигнутом. Никакая конструкция двигателя не работает идеально с первой попытки, поэтому выполняются многочисленные итерации как двигателя, так и электроники. После первого прототипа дополнительные итерации выполняются намного быстрее, поскольку первоначальная основа уже заложена. Однако выполнение нескольких тестов всегда требует физических усилий и требует очень много времени. Тем не менее, каждая итерация, независимо от успеха или неудачи, всегда открывает что-то новое для изучения. Каждая итерация всегда продвигает дизайн вперед, независимо от того, насколько мал или велик сделанный шаг.

Поскольку каждая фаза процесса разработки и испытаний двигателя может занять время, между исследованиями, проектированием, производством и испытаниями у меня всегда есть множество параллельных разработок. Таким образом, никогда не бывает момента, когда я не работаю над системой двигателя. Я думаю, что сейчас у меня есть шесть активных двигателей в разработке, между первоначальным проектированием и тестированием, а также несколько других, которые я исследую в фоновом режиме. По сути, я рассказываю почти обо всех основных видах электрических двигателей.

Какую роль, по вашему мнению, будут играть электрические двигательные установки в освоении космоса человечеством?

Я бы сказал, что он уже играет очень важную роль в работе человечества с космосом. Научные миссии, такие как Dawn и Deep Space 1, уже успешно использовали и продемонстрировали несколько мощных современных ионных двигателей. Ведется работа над новым поколением еще более мощных ионных двигателей, таких как NEXT, для поддержки новых научных миссий в дальнем космосе. Конечно, по мере того, как человечество будет двигаться дальше за пределы Луны, электрическая тяга будет играть важную роль в этом продвижении. Но продвижение взаимодействия с космосом уже началось. И электрическая тяга тоже не новая область. На самом деле он возник уже много десятилетий назад, но только начал набирать обороты и распространяться с уменьшением размеров спутников, а также с более широким использованием спутников вне научных миссий.

Электрические двигатели также играют большую роль в миссиях рядом с домом. Большинство управляемых электрических силовых установок находятся на спутниках в коммерческом секторе, поддерживая удержание орбиты этих спутников и орбитальные маневры. По-прежнему существует множество коммерческих спутников, которые запускаются с помощью той или иной формы плазменных или ионных двигателей (обычно это двигатели Холла для более крупных спутников). Они полагаются на эти формы движения для маневров, орбитальных переходов и возможностей по окончании срока службы. Например, многочисленные спутники Starlink оснащены двигателями Krypton Hall. Новое созвездие Amazon Project Kuiper также планирует оснастить бортовой двигательной установкой (хотя окончательная технология еще не раскрыта). В работе находятся и другие созвездия, как государственные, так и коммерческие, которые объявили о контрактах на поставку электрических двигателей для улучшения возможностей миссии. И есть много компаний по всему миру, поставляющих новые плазменные и ионные двигатели на растущий рынок спутников.

Идя дальше по шкале, в то время как большинство наноспутников и пикосатов, таких как кубсаты и PocketQubes, по-прежнему работают без какой-либо двигательной установки, в этом масштабе существует огромный интерес и инвестиции для разработки технологий микроэлектрических двигателей. Существует по крайней мере дюжина компаний, а также бесчисленное множество лабораторий, программ и новых побочных продуктов, которые появляются из этих программ практически каждый месяц.

И теперь, благодаря усилиям Applied Ion Systems, электрическая силовая установка открывает новую главу в своем развитии. Разработка электрических двигателей больше не ограничивается только многомиллионными академическими или государственными усилиями.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *