Воробьев Евгений Валентинович

С. 181-191

С. 188-197

Проведено исследование влияния процесса выработки катода торцевого вакуумного дугового испарителя на угловую диаграмму распределения массы испаренного вещества. Измерен профиль покрытия на плоской протяжённой подложке, расположенной перпендикулярно оси испарителя, при различных временах работы и различных выработках катода. По полученным профилям восстановлено угловое распределение распыленного материала. Построено безразмерное нормализованное угловое распределение массы распыленного материала при различных выработках катода и проведено сравнение с распределением плоского точечного источника по закону Ламберта-Кнудсена.

В работе рассмотрен эффект возникновения момента вращения в двигателе с анодным слоем. Показано, что механизм появления такого момента связан с азимутальным отклонением ионов в ускорительном канале двигателя при его движении в радиальном магнитном поле.  Получены зависимости между угловым ускорением аппарата и величиной магнитного поля для различных режимов работы двигателя, различных рабочих веществ и массогабаритных характеристик космического аппарата. Показано, что этот момент вращения может оказывать существенное воздействие на систему стабилизации при длительных временах работы двигательной установки. Предложены способы устранения вредного влияния азимутального отклонения ионов на вращение космического аппарата.

В работе рассмотрены проблемы изменения тягового КПД двигателя с анодным слоем при использовании  различных рабочих веществ. Получены зависимости, описывающие влияние азимутального отклонения на указанный КПД, подтвержденные результатами эксперимента. Предложены критерии оценки использования различных рабочих веществ для увеличения тягового КПД двигательной установки.

Работа посвящена экспериментальной демонстрации эффекта азимутального отклонения иона под действием магнитного поля. Показано отклонение пучка под действием магнитного поля в канале двигателя. Подтверждены теоретические зависимости для величины угла азимутального отклонения, которые были получены в предыдущих работах.

Современный этап развития космической техники предполагает расширяющееся применение электроракетных двигателей (ЭРД) в составе двигательных установок для космических аппаратов. От других типов двигателей, ЭРД отличаются высоким значением средней скорости истечения рабочего тела и, соответственно, высоким удельным импульсом. Это повышает эффективность использования рабочего тела, что в ряде задач по коррекции параметров орбиты при больших сроках активного существования космических аппаратов дает заметную экономию массы рабочего тела и, соответственно, увеличивает выводимую полезную нагрузку.

Исследованы рабочие характеристики технологического ионного источника с азимутальным дрейфом электронов «ИИ-200». Показано, что ускоритель имеет два режима горения разряда: «ускорительный» и «магнетронный». «Ускорительный» характеризуется высокими напряжением и токовым КПД, относительно низким током. При «магнетронном» режиме наблюдаются повышенный ток разряда при низких напряжении и токовом КПД. Для ионно-лучевой обработки наиболее предпочтительным является «ускорительный» режим работы. По снятым вольт-амперным характеристикам определены оптимальные параметры работы ионного источника.