Sommario
Il presente lavoro di tesi descrive l’attività di caratterizzazione teorico-sperimentale di un catodo multicanale per applicazioni di alta corrente.
La fase sperimentale è stata preceduta da uno studio teorico semplificato al fine di stimare le temperature di esercizio del catodo, il tasso di erosione e le principali proprietà del plasma durante il funzionamento.
I risultati dello studio sono stati successivamente confrontati con i dati ottenuti dalla campagna sperimentale per verificare l’esattezza delle ipotesi semplificative fatte per determinare le equazioni necessarie alla soluzione dell’analisi termica dei componenti e per la valutazione preliminare del rateo di erosione. Sono stati, inoltre, verificati gli andamenti determinati analiticamente delle proprietà del plasma, attraverso il confronto con studi ottenuti da altri laboratori.
Nel Capitolo 1 viene brevemente esposto il contesto nel quale si inserisce l’intero lavoro di tesi.
Nel Capitolo 2 viene descritto lo stato dell’arte della propulsione elettrica ed in particolare dei propulsori MPD con riferimento alle varie tipologie di catodo maggiormente utilizzate e sviluppate negli ultimi anni.
Nel Capitolo 3 viene illustrata la prova sperimentale riguardante il catodo cavo multicanale, vengono descritte le caratteristiche della prova, le attrezzature utilizzate ed i risultati della stessa.
Nel Capitolo 4 vengono descritte le ipotesi semplificative utilizzate per la scrittura delle equazioni per l’analisi termica, si analizza la struttura ed il funzionamento dell’algoritmo ed, infine, i risultati ottenuti vengono confrontati con i dati sperimentali.
Nel Capitolo 5 viene illustrato l’algoritmo per la determinazione del rateo di erosione e delle grandezze caratteristiche del plasma. Il capitolo si conclude con l’interpretazione dei risultati ottenuti ed il loro confronto con i dati sperimentali disponibili in letteratura.
Il Capitolo 6 conclude il lavoro di tesi illustrando i principali risultati e suggerendo possibili sviluppi dell’attività.
Nell’Appendice A viene riportata la descrizione della collaborazione al progetto preliminare del motore ALTA 100 kW AF-MPD.
Nell’Appendice B sono riportati i listati degli algoritmi utilizzati.
Nell’Appendice C vengono riportate le tavole tecniche di alcuni componenti realizzati per lo svolgimento dell’attività sperimentale.
