Особенности испытания электрореактивных движителей различных типов, страница 3

Для регистрации импульсов используются измерительные системы типа баллистического маятника. Измерение силы отдачи (реактивной тяги) может осуществляться с помощью вакуумных весов, крутильного подвеса и т. п.

При испытании импульсного ЭМД выполняются различные исследования. Важным вопросом, от успешного решения которого зависит надежность и долговечность импульсного ЭРД, является обеспечение надежной работы катода. Поэтому большое значение имеет изучение процессов на катоде. Для этого регистрируются: плотность тока, катодное падение напряжения и т. д. Основные методы исследования процессов на катоде импульсного ЭМД: микроскопическое исследование поверхности катода; изучение структуры катодного пятна и ячеек; сверхвысокоскоростная фотография для определения длительности существования пятен и скорости их движения, металлографические, электронно-микроскопические, рентгенографические и профилометрические исследования; метод электрического зонда; масс-спектрометрический анализ состояния ионов.

При стендовых испытаниях импульсного эрозионного ЭМД тяга может измеряться взвешиванием всей установки на маятниковом подвесе внутри вакуумной камеры. Среднемассовая скорость плазмы рассчитывалась по тяге и среднему расходу рабочего вещества, который определялся взвешиванием.

Практический интерес представляют исследования помеховых воздействий импульсных ускорителей плазмы на радиоаппаратуру. Такие исследования проводились на стендах с вакуумными камерами объемом от 3 до 10² м³. Использовались методы СВЧ - диагностики: метод фазовой локации и отсечка зондирующего сигнала.

4.9.4. Испытания ионных электростатических двигателей (ЭСД)

При стендовых испытаниях ионного ЭСД необходимо:

1)  создать условия для нормальной работы двигателя, т. е. получить ионный пучок с определенными характеристиками;

2)  исследовать свойства самого ионного пучка; т. е. провести его диагностирование.

При ресурсных испытаниях ионных ЭСД было установлено, что часто причиной отказов были условия проведения стендовых испытаний. Поэтому при стендовых испытаниях ионных ЭСД важно обратить самое серьезное внимание на то, чтобы устранить побочные эффекты, обусловленные, например, распылением материала стенок вакуумной камеры, присутствием в откачиваемом объеме остаточных газов и паров вакуумного масла и т. п.

Стенды для испытаний ионных ЭСД имеют следующие особенности.

Во-первых, для работы ионного ЭРД в вакуумной испытательной камере необходимо создать и поддерживать высокий и сверхвысокий вакуум (в среднем порядка

10^-4 Па и ниже), что приводит к усложнению конструкции вакуумных камер и вакуумных систем, а также увеличивает время откачки. Величина вакуума, который необходим при испытаниях ионных ЭСД, зависит от типа источника ионов и продолжительности испытаний.

Поверхностный контактный источник ионов (ионизатор), выполненный из пористого вольфрама, наиболее чувствителен к таким остаточным газам, как кислород, азот, окись углерода и т. д.

При испытаниях контактных источников ионов в вакуумной камере необходимо поддерживать давление не выше 10^-4 Па, а при длительных испытаниях (~1000 ч и более) — не выше 10^-5 Па.

Ионизаторы с электронной бомбардировкой менее чувствительны к воздействию остаточного газа. Главное ограничение — не допустить возникновение высоковольтного разряд между электродами. Для непродолжительных испытаний достаточно создать вакуум примерно 10^-3 Па, а для длительных 10^-4 Па. Для устранения влияния электронов, выбитых со стенок камеры пучком ионов, на процесс нейтрализации необходимо правильно выбирать размеры и конфигурацию испытательных вакуумных камер. Поскольку при попадании пучка ионов на мишень возникает рентгеновское излучение, то необходимы специальные защитные экраны из свинца, а для смотровых иллюминаторов должны использоваться свинцовые стекла.