Разработка усовершенствованной расчетной модели теплофизических процессов в высокочастотных ионных двигателях и методики экспериментальных измерений температурных полей в образцах высокочастотных ионных двигателей разработки лаборатории ВЧИД НИИ ПМЭ МАИ

В 2018 г. получены новые аналитические выражения для плотностей тепловых потоков, падающих из плазмы разряда на поверхности газоразрядной камеры и электродов ионно-оптической системы. Рассчитанные численные значения плотностей тепловых потоков заметно отличаются от значений, определяемых с помощью традиционных соотношений, используемых в тепловых моделях, разработанных в США и Германии. Так, тепловые потоки на поверхность газоразрядной камеры и эмиссионного электрода следует уменьшить примерно на 5%, а на ускоряющий электрод увеличить примерно на 50%. Представлен алгоритм расчета температурных полей в высокочастотном ионном двигателе, в соответствии с которым выполнены расчеты температур в создаваемом двигателе на расчетном режиме работы. Подготовлены методика предварительного измерения теплофизических параметров материалов конструкции двигателей и методика проведения измерений температур с помощью тепловизора. Определены степени черноты материалов, используемых для изготовления газоразрядных камер. Полученные значения использованы в расчетах температур в качестве входных данных и при измерениях температур с помощью тепловизора. Измерены температуры на поверхности двигателя, испытания которого проводятся в настоящее время в МАИ и работавшего на разрядном режиме, т.е. без извлечения ионного пучка. Полученные значения температур находятся в области значений температур, рассчитанных с помощью предлагаемой расчетной тепловой модели.