Undersøgelse tester ydeevnen af ​​elektrisk fast drivmiddel

Elektriske faste drivmidler er ved at blive udforsket til brug i dual-mode raketmotorer, fordi de ikke er modtagelige for at antændes fra en gnist eller flamme og kan tændes og slukkes elektrisk.

Forskere fra University of Illinois i Urbana-Champaign, Missouri University of Science and Technology, og NASA udførte eksperimenter for at forstå adfærden af ​​et højtydende elektrisk drivmiddel sammenlignet med et traditionelt drivmiddel.

"Elektriske faste drivmidler er blevet undersøgt som kemiske raketdrivmidler, men det, vi fokuserede på, er at studere disse typer drivmidler til elektriske fremdriftssystemer - så, ikke ilden, røg, og forbrænding, du ser i kemiske raketmotorer, men for elektriske pulserende plasma-thrustere i rummet, " sagde Joshua Rovey, lektor ved Institut for Luftfartsteknik i Grainger College of Engineering ved U of I.

Rovey forklarede, at i elektriske motorer, der er et højtemperaturplasma lige ved siden af ​​overfladen af ​​det elektriske faste drivmiddel. En lille mængde af den overflade fordamper og bliver drevet ud ved høje hastigheder. Det kaldes ablation.

"At lære om mængden af ​​ablation kan give os mulighed for bedre at vurdere, hvordan det kan fungere som et drivmiddel i en elektrisk raketmotor, og bedre vurdere dens levetid, " sagde Rovey.

Rovey sagde, at applikationen til dual-mode eller multi-mode raketmotorer er, at der kunne være én raketmotor med et drivmiddel, der kan fungere i den kemiske tilstand med højt tryk, eller du kan betjene den i en elektrisk tilstand, hvor en meget hurtig elektrisk puls fjerner overfladen fra materialet, og giver meget høj ydeevne.

I forsøget et højtydende elektrisk drivmiddel, fremstillet af Digital Solid State Propulsion blev sammenlignet med polytetrafluorethylen, et traditionelt drivmiddel, der anvendes i ablative pulserende plasma-thrustere. Rum- og højhøjdevakuumanlægget i Aerospace Plasma Lab blev brugt til at udføre testene. Drivmiddelprøverne blev målt før og efter test for at bestemme, hvor meget af drivmidlet der kommer ud af overfladen med hver elektrisk impuls.

Resultaterne indikerer, at det elektriske faste drivmiddel ablaterer omkring to gange mere end det traditionelle drivmiddel, og at fysikken i den højtemperatur-ablationsføde lysbueudladning er ens for begge drivmidler.

Rovey sagde, ud over raketmotorer, elektriske faste drivmidler kan bruges som et sikrere sprængstof i miner og pyroteknik, fordi det kun antændes med et elektrisk signal.

Studiet, "Elektrisk fast drivmiddel ablation i en bueudladning, " blev skrevet af Matthew S. Glascock, Joshua L. Rovey, og Kurt A. Polzin. Det fremgår af Journal of Propulsion and Power .