INDICE GENERALE
Sommario ... V Abstract ... VII Indice generale ... IX Lista dei simboli ... XIII
Capitolo 1 Contesto e obiettivi della tesi ... 1
1.1 Contesto ... 1
1.2 Obiettivi della tesi ... 2
Capitolo 2 La propulsione elettrica ... 7
2.1 Introduzione ... 7
2.2 Generalità sulla propulsione spaziale ... 8
2.3 La propulsione elettrica... 11
2.4 Classificazione dei motori elettrici ... 13
2.4.1 Propulsori elettrotermici ... 13
2.4.2 Propulsori elettrostatici ... 15
2.4.3 Propulsori elettromagnetici ... 19
2.5 Impieghi della propulsione elettrica... 22
Capitolo 3 La propulsione magneto-plasma-dinamica ... 27
3.1 Introduzione ... 27
3.2 Moto di particelle ionizzate sotto l’azione di un campo elettromagnetico ... 27
3.3 Il processo accelerativo MPD ... 31
3.3.1 Processi di ionizzazione del propellente ... 33
3.3.2 La spinta ... 35
3.3.3 L’efficienza di spinta ... 37
3.3.4 La caratteristica elettrica ... 39
3.3.5 La caratteristica elettrica dimensionale ... 40
Indice generale
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Capitolo 4 Teoria dell’onset ... 45
4.1 Introduzione ... 45
4.2 Fenomeni di malfunzionamento ... 46
4.3 Criterio di stabilità di Tikhonov ... 48
4.3.1 Motori senza campo magnetico applicato ... 48
4.3.2 Motori con campo magnetico applicato ... 49
4.4 Analisi di instabilità attraverso la teoria del kink ... 51
4.4.1 Criterio di stabilità di Schrade ... 51
4.4.2 Confronto tra il criterio di Schrade e quello di Tikhonov .... 55
4.4.3 L’esperienza di Centrospazio/Alta ... 58
4.4.4 Criterio di stabilità di Kruskal-Shafranov ... 61
4.4.5 Confronto tra il criterio di Tikhonov e il criterio di Kruskal-Shafranov ... 63
Capitolo 5 Preparazione degli esperimenti ... 67
5.1 Introduzione ... 67
5.2 Laboratorio IV3 e strumentazione ... 67
5.2.1 L’impianto a vuoto IV3 ... 67
5.2.2 Il motore MPD ... 68
5.2.3 Il sistema di alimentazione elettrica ... 70
5.2.4 Il sistema di alimentazione gassosa ... 71
5.3 Procedure di calibrazione ... 73
5.3.1 Calibrazione del sistema di alimentazione gassosa ... 73
5.3.2 Misura del campo magnetico applicato ... 79
5.4 La sequenza di scarica ... 89
Capitolo 6 Piano di prova e analisi dei risultati ... 93
6.1 Introduzione ... 93 6.2 La campagna sperimentale ... 94 6.3 La caratteristica elettrica ... 95 6.4 Le analisi di instabilità ... 98 6.4.1 La diagnostica di RFX ... 98 6.4.2 Risultati ... 101
6.5 Prova dei setti ... 103
6.5.1 Setto n.1 ... 106
6.5.2 Setto n.2 ... 111
6.5.3 Setto n.5 ... 116
6.5.4 Setto n.6 ... 118
Studio sperimentale di una tecnica di soppressione di instabilità MHD in motori MPD
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6.6 Riepilogo ... 132
Capitolo 7 Conclusioni e sviluppi futuri ... 135
7.1 Conclusioni ... 135
7.2 Sviluppi futuri ... 136
Bibliografia ... 139
Appendici ... 143
Appendice A.1 Dati tecnici della strumentazione ... 145
A.1.1 Introduzione ... 145
A.1.2 Strumentazione del sistema di alimentazione gassosa ... 146
A.1.2.1 Strumentazione di controllo ... 146
A.1.2.2 Strumentazione di misura ... 146
A.1.3 Strumentazione del sistema di alimentazione elettrica ... 148
A.1.3.1 Strumentazione di controllo ... 148
A.1.3.2 Strumentazione di misura ... 148
A.1.4 Strumentazione di acquisizione dati ... 149
A.1.5 Strumentazione di misura delle prestazioni ... 150
Appendice A.2 Disegni di progettazione ... 153
Indice generale
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