Variable Specific Impulse Magnetoplasma-raketti

ensimmäinen VASIMR-koe tehtiin Massachusetts Institute of Technologyssa vuonna 1983. 1990-luvulla otettiin käyttöön merkittäviä parannuksia, kuten heliconin plasmalähteen käyttö, joka korvasi alun perin kaavaillun plasmapistoolin elektrodeineen, mikä lisäsi kestävyyttä ja pitkää käyttöikää.

vuodesta 2010 lähtien VASIMRIN kehittämisestä vastasi Ad Astra Rocket Company (AARC), joka allekirjoitti 23.kesäkuuta 2005 ensimmäisen Space Act-sopimuksen vasimr-teknologian yksityistämisestä. Franklin Chang Díaz on Ad Astran puheenjohtaja ja toimitusjohtaja, ja yhtiöllä oli testauslaitos Liberiassa, Costa Ricassa Earth Universityn kampuksella.

VX-10-VX-50Edit

vuonna 1998 tehtiin ensimmäinen helikoniplasmakoe ASPL: ssä. VASIMR-kokeessa (VX) 10 vuonna 1998 helicon RF-plasmapurkaus oli jopa 10 kW ja VX-25 vuonna 2002 jopa 25 kW. Vuoteen 2005 mennessä ASPL: n eteneminen sisälsi täyden ja tehokkaan plasmatuotannon ja plasman ionien kiihdyttämisen 50 kW: n 0,5 Newtonin (0,1 lbf) työntövoimalla VX-50. Julkaistut tiedot 50 kW: n VX-50: stä osoittivat sähköhyötysuhteen olevan 59%, joka perustuu 90%: n kytkentätehokkuuteen ja 65%: n ioninopeutta lisäävään tehokkuuteen.

VX-100edit

100 kilowatin VASIMR-koe oli menestyksekäs vuoteen 2007 mennessä ja osoitti tehokasta plasmatuotantoa, jonka ionisointikustannukset olivat alle 100 eV. VX-100: n plasmateho kolminkertaistui VX-50: n aikaisempaan ennätykseen.

VX-100: n ioninopeutta parantavan hyötysuhteen odotettiin olevan 80%, mutta tätä hyötysuhdetta ei voitu saavuttaa tasavirtasähkön muuntamisesta radiotaajuustehoksi ja suprajohtavan magneetin apulaitteista johtuvien häviöiden vuoksi. Sen sijaan vuoden 2009 huipputekniset, hyväksi todetut ionimoottorimallit, kuten Nasan High Power Electric Propulsion (HiPEP) toimivat 80%: n kokonaispotkurin/PPU: n energiatehokkuudella.

VX-200EDIT

VX-200 plasmamoottori täydellä teholla, käyttää molempia vaiheita täydellä magneettikentällä

yhtiö ilmoitti 24. lokakuuta 2008 lehdistötiedotteessa, että 200 kW: n VX-200-Moottorin Helicon plasma generation-komponentti oli saavuttanut toimintatilansa. Keskeinen mahdollistava teknologia, solid-state DC – RF power-processing, saavutti 98% hyötysuhteen. Helikonipurkaus käytti 30 kW: n radioaaltoja muuttaakseen argonkaasun plasmaksi. Loput 170 kilowatin tehot jaettiin plasman kiihdyttämiseen Moottorin toisessa osassa ionisyklotroniresonanssilämmityksen avulla.

VX-100: n testitulosten perusteella oli oletettavaa, että jos huoneenlämpöisiä suprajohteita joskus löydettäisiin, VX-200-Moottorin järjestelmähyötysuhde olisi 60-65% ja mahdollinen työntövoima 5 N. optimaalinen ominaisimpulssi näytti olevan noin 5 000 s edullisella argon-ajoaineella. Yksi testaamatta jääneistä kysymyksistä oli se, irtautuiko kuuma plasma todella raketista. Toinen kysymys oli hukkalämmön hallinta. Noin 60% panosenergiasta muodostui käyttökelpoiseksi kineettiseksi energiaksi. Suuri osa jäljelle jäävästä 40%: sta on sekundäärisiä ionisaatioita magneettikenttäviivojen ylittävästä plasmasta ja pakokaasujen eroista. Merkittävä osa tuosta 40%: sta oli hukkalämpöä (KS.energian muuntotehokkuus). Hukkalämmön hallinta ja torjuminen on tärkeää.

huhtikuusta syyskuuhun 2009 VX-200-prototyypille tehtiin 200 kW: n testit 2tesla-suprajohtavilla magneeteilla, jotka toimivat erikseen eikä niitä ole otettu huomioon missään ”hyötysuhdelaskelmissa”. Marraskuussa 2010 tehtiin pitkäkestoisia täystehokokeita, joissa saavutettiin vakaan tilan toiminta 25 sekunnin ajaksi ja vahvistettiin perusrakenteen ominaisuudet.

tammikuussa 2011 esitetyt tulokset vahvistivat, että VX-200: n optimaalisen hyötysuhteen suunnittelupiste on 50 km/s pakokaasunopeus tai 5000 s Isp. 200 kW: n VX-200: lla oli vuoteen 2013 mennessä toteutettu yli 10 000 moottorin käynnistystä argon-ajoaineella täydellä teholla, mikä osoitti yli 70%: n potkuritehokkuuden suhteessa RF-tehoon.

VX-200ssedit

maaliskuussa 2015 Ad Astra ilmoitti NASA: n myöntävän 10 miljoonan dollarin palkinnon vasimr-Moottorin seuraavan version, VX-200ss: n teknologiavalmiuden edistämisestä syvän avaruuden lentojen tarpeisiin. SS: n nimi tulee sanoista ”steady state”, sillä pitkäkestoisen testin tavoitteena on osoittaa jatkuva toiminta termisessä vakaassa tilassa.

elokuussa 2016 Ad Astra ilmoitti saaneensa valmiiksi virstanpylväät 3-vuotisen sopimuksensa ensimmäiselle vuodelle Nasan kanssa. Tämä mahdollisti moottoreiden ensimmäiset suuritehoiset plasmasytytykset, joiden tavoitteena oli saavuttaa 100 h ja 100 kW vuoden 2018 puoliväliin mennessä. Elokuussa 2017 yhtiö kertoi saaneensa valmiiksi vuoden 2 virstanpylväänsä VASIMR electric plasma-rakettimoottorille. NASA antoi luvan Ad Astra edetä Vuosi 3 tarkistettuaan loppuun 10 tunnin kumulatiivinen testi VX-200ss Moottorin 100 kW. Näyttää siltä, että suunniteltu 200 kW: n malli ajetaan 100 kW: n teholla syistä, joita tiedotteessa ei mainita.

elokuussa 2019 Ad Astra ilmoitti saaneensa päätökseen aethera Technologies Ltd: n rakentaman uuden sukupolven radiotaajuisen (RF) Tehonkäsittelyyksikön (PPU) testit VASIMR-moottorille. Kanadan. Ad Astra ilmoitti tehoksi 120 kW ja >97% sähkö-RF-hyötysuhteen, ja että 52 kg: n painolla Uusi RF PPU on noin 10x kevyempi kuin kilpailevien sähköpotkulautojen PPU (teho-painosuhde: 2,31 kW/kg)

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.