Алгоритмы функционирования источников плазмы, страница 13

В любом случае реализация процессов калибровки и тарировки в наземных условиях реализуется гораздо проще чем для ЭРДУ в силу большей доступности датчиков и их линий передачи информации.

1.2-3.5. Запуск источника плазмы.

Запуск источника плазмы представляет собой некоторую, вполне определенную для конкретного ПУ, совокупность операций. И хотя изменение вида источника плазмы определяет некоторые изменения в этой совокупности, но в общем и целом определяющие ее суть идеи и правила в той или иной степени сохраняются.

Так практически для всех источников плазмы справедливо правило предзапусковой (начальной) установки режимов систем обеспечения самого источника (например системы магнитного поля, разумеется, если она имеется в конкретном источнике плазмы). Далее обычно следует этап запуска источника, как правило, это срабатывание систем инициирования разряда (СИР), зажигания основного разряда в источнике плазмы, установления и стабилизации его выходных, равно как и входных параметров.

Рассмотрим более подробно технологический процесс запуска источника плазмы, последовательность и сущность выполняемых при этом операций.

1.2-3.5.1. Установка начальных режимов систем обеспечения.

Установка начальных режимов систем обеспечения работы источника плазмы, как и некоторых собственных его компонентов, может быть реализована после проведения предзапускового тестирования и проверок исправности всех систем плазменной установки, либо движительной (в случае ЭРД). Далее реализуется общий порядок начальных установок систем обеспечения работы источника плазмы (см. рисунок 1.2-3.6.).

Естественно что, прежде всего, необходимо определить конфигурацию части СУ необходимой для выполнения последующих действий. Например, для двухуровневой системы управления это значит, что програмно должны быть выбраны необходимые микроконтроллеры и нужные датчики или целые их системы. Все это, разумеется, реализуется програмно. Также производится и запитывание задействованных в работе датчиков и (при необходимости) корректировка напряжений их питания.

Представляется логичным, что далее необходимо установить, нужный для реализации заданного режима ПУ, расход рабочего тела по всем необходимым для работы конкретного ПУ каналам, равно как и выходное напряжение на всех каналах электропитания, обслуживающих ПУ. После чего подать команду на включение СИР, зажечь разряд и стабилизировать его параметры через регулирование выходных параметров систем обеспечения.

В реальных условиях все получается несколько сложнее. Прежде всего из-за первого этапа работы ПУ – его запуска.

Дело в том, что зажигание разряда в любом плазменном устройстве подчиняется кривой Пашена, но только в отсутствие внешних источников заряженных частиц, наложенного на разряд магнитного поля и высокочастотного напряжения. Наличие хотя бы одного из этих агентов изменяет величину напряжения зажигания. Поэтому при первоначальных установках режимов систем обеспечения генератора плазмы существует дилемма: устанавливать величины расходов, напряжений и магнитного поля соответствующих режиму работы ПУ или настраивать эти величины так, чтобы облегчить запуск ПУ. Выбор зависит от типа конкретного генератора плазмы и возможностей СЭП и, в частности, СИР.

Поэтому при установке начальных режимов систем обеспечения необходимо руководствоваться правилом: следует установить режимы возможно более близкими к необходимому для работы генератора, но, в тоже время обеспечивающие надежный запуск генератора. Если же СИР обеспечивает надежный запуск генератора при любых режимах работы систем его обеспечения, то эти режимы устанавливаются в соответствии с заданным режимом работы генератора плазмы.

1.2-3.5.2. Последовательность операций и особенности процессов происходящих при запуске и выключении генератора плазмы.

После установления начальных режимов систем обеспечения появляется возможность провести запуск источника плазмы и его вывод в заданный режим эксплуатации. На первый взгляд, последовательность операций при этом может быть произвольной. Однако специфика газоразрядного источника плазмы сказывается и в особенностях процесса его запуска. Рассмотрим эту последовательность на примере плазменно-ионного ускорителя, который широко применяется как в промышленности и научных исследованиях, так и в виде ПИД в двигательных системах КА.