Студент МФТИ создал энергоанализатор для диагностики космических двигателей

Студент Московского физико-технического института (МФТИ) Владимир Малахов сконструировал и собрал 3D-печатный прототип энергоанализатора, позволяющего точно измерять радиальные ионные потоки перспективных электрораспылительных двигателей. Прибор решает проблему, с которой не справляется стандартная диагностика: его сферические электроды захватывают весь расходящийся пучок заряженных капель, позволяя определять их скорость и энергию. Эти данные важны для оценки эффективности и оптимизации двигателей малых спутников.

Физический принцип работы прибора известен со времен СССР, однако модификация для диагностики электрораспылительных двигателей типа в России разработана впервые, сообщает пресс-служба МФТИ.

«В МФТИ разрабатывают уникальные для РФ электроракетные двигатели типа электроспрей. В них специальная жидкость превращается в поток заряженных капель, ионов, создающих тягу. Старые системы диагностики не подходят для двигателей такого рода, поэтому есть необходимость в создании новых анализаторов. Мой прибор создавался под этот конкретный двигатель, однако наработки проекта — конструктивные и технологические решения — выходят за рамки космической сферы и в дальнейшем могут быть использованы при создании анализаторов для других задач диагностики потоков заряженных частиц», — рассказал Владимир Малахов.

Энергоанализатор состоит из ионно-оптической системы, корпуса и коллектора. Устройство создает регулируемый энергетический барьер: на один из внутренних электродов подается переменное напряжение, частицы с энергией выше этого барьера проходят к коллектору. Измеряя ток на коллекторе при разном напряжении, система строит картину распределения энергии всех частиц в потоке.

Новый анализатор решает ключевую проблему диагностики двигателей для малых спутников: в отличие от традиционных приборов с плоскими электродами, конструкция студента МФТИ использует сферически вогнутые сетки, которые захватывают весь расходящийся поток частиц. Это особенно важно для двигателей, работающих с молекулярным, а не атомарным веществом, и позволяет точно измерять их ключевые параметры, в частности тягу и коэффициент полезного действия.

Прототип прибора создан на базе учебно-производственного центра МФТИ «Физтех.Фабрика», где студенты вуза получают технологическую и инфраструктурную поддержку. Корпусные детали из полиэтилентерефталатгликоля (PETG) напечатаны на 3D-принтере. Модульная конструкция и использование современных цифровых производственных технологий делают разработку практичной и доступной для воспроизведения в научных лабораториях. Собранный прототип подготовлен к проведению испытаний в вакууме для верификации рабочих характеристик.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.