Views
3 months ago

2018

51 בין מיכל

51 בין מיכל הדלק לבין הנחיר.‏ הכוח היחידי שנדרש הוא כדי לשלוט בשסתומים ולספק רמה נמוכה של חום כדי לשמר מינימום טמפרטורה של דלק וקיטור יבש,‏ לפני שהדלק יוצא דרך הנחיר.‏ בגלל הפעילות בהספק נמוך ובפשטות,‏ יש כבר ניסיון עם מערכות של גז קר בטיסה בלוויינים זעירים ויש מספר משימות מתוכננות,‏ שממתינות לשיגור.‏ כשמשווים אותן למערכות הנעה אחרות,‏ מערכות גז קר הן בעלות Isp נמוך באופן משמעותי ומספקות פחות ΔV ‏)שינוי מהירות(‏ עבור אותה חללית,‏ בגלל שהאנרגיה האגורה בתוך הרכיב הכימי של הדלק אינה מנוצלת.‏ מספר מערכות הנעה של גז קר פותחו עבור לוויינים זעירים והן מערכות ההנעה ה"טבעיות"‏ המפותחות לצורך זה.‏ הדלקים הנפוצים במערכות הנעה של גז קר כוללים בין היתר:‏ חנקן,‏ בוטן,‏ גופרית hexafluoride נוזלית,‏ ארגון,‏ קסנון,‏ ו-‏R236fa‏.‏ R134a איור מס'‏ 2: מערכת הנעה של גז קר המורכבת מ-‏ 5 נחירים,‏ שהוצבה בחלל Five-nozzle cold gas propulsion system developed by the Aerospace Corporation )Courtesy of the Aerospace Corporation( מערכות הנעה חשמלית:‏ מערכת הנעה חשמלית )EP( מפיקה הספק כדי לייצר דחף.‏ בדרך כלל מערכות אלה מפיקות פחות דחף ויותר Isp ממערכות הנעה של גז קר ומערכות הנעה כימיות.‏ קיימים שלושה סוגים של מערכות הנעה חשמלית:‏ electrothermal, electromagnetic ו-‏electrostatic‏.‏ בנוסף,‏ נכללת בסקירה זו מערכת מסוג electrodynamic tethers ‏)רצועות אלקטרומגנטיות(.‏ מערכות ההנעה האלקטרותרמיות )Electrothermal( משתמשות בהספק חשמלי כדי לחמם גז אשר מאיץ דלק דרך נחיר על-קולי,‏ תהליך שממיר את האנתלפיה של הדלק לאנרגיה קינטית.‏ מערכות אלה כוללות : arcjets ,resistojets, חימום על ידי אמצעי דחף בעזרת RF, microcavity discharge וחימום .microwave מערכות אלקטרומגנטיות משתמשות בשילוב של שדות חשמליים ושדות מגנטיים כדי להאיץ פלזמה.‏ המערכות האלה מכילות בדרך כלל פולסים של דחף של פלזמה ,)PPT( )VATs( thrusters ואמצעי דחף שמשתמשים בנחירים מגנטיים.‏ vacuum arc הקטגוריה השלישית של מערכות EP היא ההנעה האלקטרוסטאטית אשר דורשת שדה מגנטי כדי ליינן את הדלק כאשר הדחף נוצר דרך האצה אלקטרוסטאטית של הפלזמה.‏ ההתקנים האלקטרוסטאטיים מכילים אמצעי דחף המבוסס על אפקט , 10 Hall מנועי יונים ואמצעי דחף מסוג רסס חשמלי .)electrospray( כאשר מתכננים מערכות הנעה חשמליות ללוויין המגבלה 10 אפקט הול הוא תופעה פיזיקלית בה נוצר מתח חשמלי בכיוון ניצב לכיוון זרימת זרם במוליך,‏ כאשר מופעל עליו שדה מגנטי.‏ אמצעי דחף )thruster( המבוסס על אפקט הול לוכד אלקטרונים בשדה מגנטי ואז משתמש בהם כדי ליינן את ההודף,‏ כך שהיונים מואצים ויוצרים דחף.‏

52 היא ההספק.‏ בניגוד למערכות הנעה כימיות,‏ אמצעי הדחף מסוג Hall ומנועי יינון לא ניתנים למזעור בקלות.‏ לכן פותחו מספר קונספטים חדשים כדי לאפשר שימוש על גבי .CubeSats גבי איור מס'‏ 3: מערכת הנעה חשמלית מסוג micro resistojet ).Courtesy of Busek Company, Inc( מערכות הנעה תרמו-חשמליות:‏ מערכת ההנעה התרמו-חשמלית מכונה לעיתים גם מערכת הנעה של גז חם.‏ בלוויינים זעירים המשמעות היא שהמערכת משתמשת בהספק חשמלי כדי לחמם את הדלק.‏ זה אומר Isp גבוה יותר בהשוואה למערכת הנעה בגז קר,‏ אבל לעיתים נמוך יותר מאשר מערכות הנעה כימיות.‏ זה תלוי בסוג מנגנון החימום ובהספק הזמין.‏ במערכות תרמו-חשמליות אין שרפה,‏ ולכן אין להן מגבלה לגבי שיגורים חוזרים כמו במערכות הנעה כימיות.‏ מערכות הנעה תרמו-חשמליות נחשבות כטכנולוגיה בעלת פוטנציאל להנעה של הלוויין מפני שהן יכולות לפעול על דלק אינרטי ואינן דורשות נשיאת חומר דליק ולכן ניתנות לאחסון ללא סיכון.‏ בנוסף,‏ קיים ניסיון מצטבר עם מערכות הנעה כאלו,‏ כמו ,Resistojets כמערכת מייצבת עבור לוויינים מסורתיים.‏ מערכות תרמו-חשמליות דומות למערכות גז קר אבל עם תוספת של מנגנון חימום.‏ התוספת הזו מספקת ביצועים טובים יותר אבל גם דורשת הספק גבוה באופן משמעותי ביחס למערכות גז קר.‏ עד היום אף מערכת תרמו חשמלית לא יושמה בהצלחה על CubeSat בחלל.‏ איור מס'‏ 4: מערכת הנעה בגז חם של CubeSat MEMS בתוך מבנה של 1U CubeSat MEMS warm gas propulsion module in a 1U housing developed by NanoSpace )Courtesy of Nanospace( מערכת הנעה אלקטרודינאמית:‏ מערכות הנעה מסוג אמצעי דחף הפועלים בפולסים כמו PPTs ו-‏VATs שולטות בשדה מערכות ההנעה ל-‏ .CubeSat בקטגוריה זו של מערכות ההנעה כלול גם קונספט חדש שהוא אמצעי דחף

Comparai 2018
April 2018