Elektrikli tahrik sistemleri etki-tepki prensibine göre çalışır. Ancak kimyasal motorlarda gazın dışarı atılması yerine, itme kuvveti oluşturmak için plazma atılır. Elektrikli tahrik motorları, plazma üretimi ve plazma hızlandırma yöntemlerine bağlı olarak elektrotermal, elektrostatik ve elektromanyetik tahrik motorları olmak üzere üç kategoriye ayrılır. Farklı türleri olmakla birlikte, kafes iyon aktüatörler ve hall iticiler, yüksek performansları nedeniyle en yaygın kullanılan elektrikli tahrik aktüatörleridir. Elektrostatik kategorisinde incelenen iyon tahrikleri ve Hall iticileri, en çok araştırılan tahrik sistemlerinden bazılarıdır.
İçindekiler
İyonik Ağ Motorları
Izgaralı iyon motorlarında katottan çıkan elektronlar yardımıyla renksiz, kokusuz, tatsız, patlayıcı olmayan bir gaz (ksenon gibi) bir vakum odasına bombalanır. Elektronlarla çarpışan gaz halindeki parçacıklar iyonlaşarak plazma yapısına dönüşür. Bu sırada güçlü mıknatıslara sahip manyetik alan sayesinde elektronlar vakum odasının duvarlarına ulaşamaz ve vakum odasında kalma süreleri uzar ve gaz molekülleri ile çarpışma olasılığı artar. Pozitif yüklü iyonlar, pozitif voltaj ızgarasındaki binlerce küçük delikten geçer ve plazmadan ayrılır. 1-10 keV potansiyel enerji farkı altında ise elektrostatik etki ile negatif potansiyelli şebekeye doğru hızlandırılmış hareket yaparak elimine edilir. Bu şekilde iyon demetlerinin oluşumu ile bir itme kuvveti üretilir. İkinci katot, ışındaki pozitif iyonlara eşit miktarda elektron göndererek ışının elektriksel olarak nötr olmasını sağlar. Aksi takdirde uzay aracı negatif yüklü olacak ve pozitif yüklü iyonlar geri dönecek, bu da uzay aracının itme kuvvetinin ve deformasyonunun azalmasına neden olacaktır.
Salon Malzemeleri
Kafes iyon sürücülerinden yapısal olarak daha basit olmalarına rağmen (örneğin, yalnızca bir katot elektron tabancası içerirler ve kafes içermezler), Hall iticileri plazma fiziği açısından daha karmaşık sistemlerdir. Hall iticiler, iyon motorlarına benzer şekilde, genellikle yakıt olarak ksenon benzeri inert bir gaz kullanır. Katottan gönderilen iyonlar (elektronlar) radyal manyetik alanda tutulur. Elektrik ve eksenel radyal manyetik alana dik olarak çekilerek güdüye adını veren Hall sistemini oluştururlar. Anot üzerinde bulunan küçük deliklerden gönderilen gaz molekülleri, elektronlarla çarpışarak bir Hall akımı oluşturur ve bir plazmaya dönüşür. Anot aracılığıyla bu plazmaya bir voltaj (100V-1 kV) uygulanır ve pozitif iyonlar hızlandırılarak itme kuvveti oluşturulur. Hızlanan pozitif yüklü iyonlar, katottan ayrılan ve elektriksel olarak nötr kalan iyonların bir kısmını çeker.
Mesh iyon motorları, Hall motorlarından (daha yüksek voltajın uygulanabileceği) daha yüksek bir egzoz hızına ulaşabilir. Yani yakıt tasarrufu daha fazladır. Ancak bir birimlik bir bölgede anot ve katottan akabilecek elektron veya pozitif iyon akımları sınırlı olduğundan (buna uzay yükü limiti denir), ızgara iyon sürücülerinde ulaşılacak pozitif iyon akımı sınırlı olacaktır. , bu nedenle yön de sınırlıdır. Hall iticilerde ise pozitif iyonlar elektronlarla birlikte hızlandırıldığı için plazmanın nötr yapısı korunur. Böylece boşluk yükü limitinden etkilenmeden daha fazla itme kuvveti elde edilir. Bu farklılıklardan dolayı yakıt ekonomisinin önemli olduğu derin uzay görevlerinde kullanım için slotlu iyon motorları tercih edilirken, çevik yörünge manevraları gerektiren yakın görevlerde Hall motorları daha çok tercih edilmektedir.
kaynak:
Tubitak
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]