Uzay Elektrikli tahrik (EP), “elektrik potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi yoluyla bir itici gazı hızlandıran herhangi bir sistem” olarak tanımlanmaktadır. Uydu yörüngelerini ayarlamak ve uzay araçlarını güneş sistemi boyunca itmek için kullanılır. Genel olarak, bu enerji dönüşümü elektrostatik, elektrotermal veya elektromanyetik tabanlı olabilir. Aynı zamanda bir kombinasyon da olabilir (örneğin elektromanyetik ile birleştirilmiş elektrotermal). Elektrikli tahrik (EP) yüksek yakıt verimliliğine sahiptir. Bu nedenle, daha az yakıt ve itici yakıt depolanması gerekir, bu da EP’yi küçük uydular için daha uygun hale getirir. Bu makalede elektrostatik tahrik sistemleri üzerinde durulmaktadır.
Alan Emisyonlu Elektrikli Tahrik (FEEP)
Alan emisyonlu elektrikli tahrik (FEEP), iyonizasyon yoluyla itmeye dayanan uydularda kullanılan bir elektrostatik tahrik yöntemidir. FEEP iticileri sıvı metal iyonizasyonuna ve iyonların güçlü bir elektrik alanıyla hızlandırılmasına dayanır. FEEP kullanan uydular, bu yeni elektrikli tahrik teknolojisinin çeşitli benzersiz teknik özelliklerinden yararlanmaktadır. Örneğin, kompakt boyutu ve itici yakıt depolama kapasiteleri onu küçük uydular için uygun hale getirmektedir. Son yıllarda uzaydaki küçük uyduların sayısı önemli ölçüde artmıştır, bu da FEEP tahrik yöntemini uzayda gelecekteki görevler için ilginç bir fırsat haline getirmektedir.
FEEP’in temel prensibi, yüklü iyonlar üretmek için güçlü bir elektrik alanının kullanılması anlamına gelen Alan etkisi ile ilgilidir. Elektrot ve sıvı metal yüzeyi arasındaki fark, bir dizi koni şekline deforme olan sıvının gerilimi ile dengelenir. Güçlü elektrik alanının yoğunluğu itici gaz akımının oluşumunu başlatır. Bu akım, yayıcı ve hızlandırıcı aracılığıyla yüksek hızlarda dışarı atılır. Nötrleştirici, itici gaz akımının yükünü azaltmak ve düzeneği korumak için negatif yüklü iyonlar sağlar.
FEEP cihazlarında itici gaz akışlarının nötralizasyonu termiyonik katotlar aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Bu termiyonik katotlar, elektronlar yayıcı malzemenin potansiyel bariyerini ve uzaydaki vakumu aşmak için yüksek termal enerjiyle yayıldığından, istenen itme için gereklidir. Termiyonik katodun ısıtma kabiliyeti olmadan, yayıcı malzeme FEEP itki üretme sürecini kolaylaştırmak için gerekli sıcaklığa ulaşamaz. Buna ek olarak, aksi takdirde uzay aracı kabuğuna çekilecek ve üretilen itme gücünü azaltacak veya ortadan kaldıracak olan yüklü plazma alanını nötralize etmek için bir katot gereklidir.
Izgaralı ION itici
Izgaralı iyon itici, iyon itici teknolojisine dayanan uydular için yaygın bir tasarımdır. Bu iticiler yüksek verimli, düşük itiş gücüne sahip elektrikli tahrik sistemleri olarak kabul edilmektedir. Izgaralı iyon iticinin temel konsepti, iyonların elektrostatik kuvvetlerle hızlandırılmasıdır. Elektrik alanları iticinin ucundaki iki elektrot tarafından üretilir. Elektrotlardan biri yüksek oranda pozitif elektronlarla, diğeri ise yüksek oranda negatif elektronlarla yüklüdür. İyonlar elektrotun karşı bölgesinde üretilir ve bu da iyonların deşarj odasından dışarı çekilmesine neden olur. Sonuç olarak, çok sayıda iyon jeti iticinin iyon demetini oluşturur ve uyduların uzayda ilerlemesine katkıda bulunur.
Elektronlar, iticinin yukarı akış merkezinde bulunan içi boş bir katot tarafından üretilir. Yakıt iticisi bu elektronlar tarafından bombardımana tutulur ve iyon iticilerinin elektrikli tahriki için anahtar bileşen olan bir plazma akışı oluşturur. Elektronların yakıt iticisine çarpmasıyla oluşan iyon demetini nötralize etmek için başka bir katot gereklidir. Bu nötrleştirici katot genellikle iyon demetinin fırlatıldığı iticinin aşağı akış tarafında yer alır. İtici öncelikle pozitif iyonlar fırlattığından, iticinin hasar görmesini önlemek amacıyla iyon demetini nötralize etmek için eşit miktarda negatif iyon gereklidir.
Bu nedenle, ızgaralı iyon iticilerindeki termiyonik katotların işlevi uzayda başarılı bir seyir için kritik öneme sahiptir: Bir yandan, yukarı akış katodu, itme için plazmayı gerçekleştirmek için gerekli olan elektronları üretir; diğer yandan, aşağı akış katodu iyon demetini nötralize eder ve fırlatılan pozitif iyonların harici bir hasara neden olmamasını sağlar. Kamet, ızgaralı iyon iticileriniz ve uzayda elektrikli tahriki için teknik gereksinimleri karşılayan katot ısıtıcıları tedarik edebilir.
Hall etkili itici (HET)
Hall etkisi itici teknolojisi Hall etkisi prensibine dayanmaktadır ve 30 yılı aşkın süredir uzay görevlerinde uygulanmaktadır. Hall etkili itici (HET), bir plazma oluşturmak için elektrik ve manyetik alanları kullanan ve itme kuvveti üretmek için iyonları yüksek hızda dışarı atan bir elektrikli itici cihazdır. İtici, itici gazı bir elektrik alanı aracılığıyla hızlandırır. HET iticileri için itme kaynağı genellikle itme üretmek amacıyla iyonize plazmanın oluşturulması için gerekli olan inert ksenon veya kripton gazı içerir. Diğer elektrostatik iticilerle karşılaştırıldığında, hall etkili iticinin daha yüksek itme gücü, daha uzun ömür gibi önemli avantajları vardır ve diğer iyon iticilere göre daha az güç gerektirir.
Hall etkili bir itici, seramik duvarlardan oluşan bir deşarj kanalının yukarı akış ucunda bulunan bir anot ve inert ksenon veya kripton gazı enjektöründen oluşur. Harici bir katot, iyon demetini nötralize etmek için elektronlar sağlar. Bir hall iticinin manyetik devresi, kanalın iç ve dış kenarlarında bulunan mıknatıslardan veya bobinlerden oluşur. Kanal boyunca artan yoğunlukta bir alan oluşturur. Katottan yayılan elektronlar manyetik alan çizgileri tarafından tuzağa düşürülür, bu da eksenel hareketliliği azaltır ve dışa doğru güçlü bir elektrik alanı oluşturur. Enjektörden gelen nötrler elektronik etki ile iyonize olur ve itme kuvveti yaratan elektrik alanı tarafından hızlandırılır.
İyonizasyon için gerekli elektronları sağlamak amacıyla, iyon ışınlarının ateşlenmesi, boşaltılması ve nötralizasyonu için bir katot ısıtıcı kullanılır. Isıtıcı, içi boş bir katotta kullanılır ve bu nedenle ısıtma performansı, hall etkisi iticisinin uzayda ilerlemesi için kritik öneme sahiptir.
Elektrostatik tahrik sistemleri için mineral yalıtımlı ısıtıcılar
Kamet’in mineral yalıtımlı ısıtıcıları Havacılık ve Uzay uygulamaları için uygundur. Yüksek güç, tutarlı çıkış ve 1000 santigrat dereceye kadar ve hatta 1600 santigrat dereceye kadar sıcaklıklar sunarlar. Isıtıcılarımız, bu uygulama için kullanılan Tantal gibi refrakter metaller nedeniyle mükemmel özellikler sunar. Katot ısıtıcıları 0,5 mm’den başlayan çok küçük çaplarda ve dış çapın üç katı minimum bükülme yarıçapında sağlayabiliriz. Soğuk ve sıcak uç arasındaki bağlantı lazer kaynaklıdır, bu nedenle çap ısıtıcının tüm uzunluğu boyunca aynı kalır.
Mineral yalıtımlı ısıtma çözümleri alanında öncü şirketlerle yakın işbirliği içinde çalışıyoruz. Katot ısıtıcılarımız müşterinin özel gereksinimlerine göre özel olarak üretilir ve ortaklarımız katot ısıtıcınızı çizim tahtasından üretime taşıyacak kabiliyet, bilgi ve deneyime sahiptir. Dahası, ortaklarımız katot ısıtıcı tamamlandıktan sonra teknik özelliklerin gereksinimlerinizle uyumlu olup olmadığını doğrulamak için kapsamlı şirket içi testler gerçekleştirebilir. Bu, katot ısıtıcının elektrostatik iticinize uygunluğunun yanı sıra uzaydaki görevi için en yüksek kalite ve güvenilirliği sağlar. Karşılaşabileceğiniz her türlü termal zorluk için sizinle birlikte düşünmeyi dört gözle bekliyoruz.