4 REALIZZAZIONE DELL’APPARATO SPERIMENTALE 3 OBIETTIVI DEL PROGETTO 2 TEORIA DEL FUNZIONAMENTO DI UN MOTORE AD EFFETTO HALL 1 INTRODUZIONE INDICE

I

INDICE

1

INTRODUZIONE

1.1 Introduzione 01

1.2 Classificazione dei propulsori 01

1.2.1 I propulsori chimici 08

1.2.2 I propulsori elettrici 09

1.2.2.1 I propulsori elettrotermici 09

1.2.2.2 I propulsori elettrostatici 12

1.2.2.3 I propulsori elettromagnetici 16

2

TEORIA DEL FUNZIONAMENTO DI UN MOTORE AD

EFFETTO

HALL

2.1 Moto delle particelle cariche in campi elettrici e magnetici 19 2.1.1 Moto di una particella in un campo elettrico uniforme: B = 0 19 2.1.2 Moto di una particella in un c.ampo magnetico uniforme: E = 0 20 2.1.3 Moto di una particella in campi uniformi: E ≠ 0, B ≠ 0 22

2.2 Descrizione del propulsore ad effetto Hall 25

2.3 Influenza del campo magnetico 27

2.4 Processo di ionizzazione 29

2.5 Conduzione verso le pareti della camera 31

2.6 Influenza della parete della camera di accelerazione 32

3

OBIETTIVI DEL PROGETTO

3.1 Introduzione 35

3.2 Motivazioni ed obiettivi del progetto 35

3.3 Pianificazione dello studio 37

4

REALIZZAZIONE DELL’APPARATO SPERIMENTALE

4.1 Introduzione 39

4.2 Progettazione 40

4.2.1 Basamento 40

4.2.2 Piastra alloggiamento propulsore 42

4.2.3 Braccio mobile 43

4.2.4 Complessivo 44

4.3 Motori elettrici 45

4.4 Alloggiamento motori elettrici 46

II

4.4.2 Movimento verticale 47

4.4.3 Movimento orizzontale 49

4.4.4 Blocchetto interfaccia sonde 50

4.5 Barre filettate 51

4.5.1 Barra filettata verticale 52

4.5.2 Barra filettata orizzontale 53

4.6 Verifica strutturale 54

4.6.1 Posizione pattino fine corsa 55

4.6.2 Posizione pattino inizio corsa 57

4.6.3 Verifica del motore elettrico 58

4.7 Interfaccia acquisizione dati 62

4.7.1 Sonda radiale 64 4.7.2 Sonda assiale 64 4.8 Assemblaggio 65 4.9 Schema elettrici 70 4.10 Interfaccia Labview 71

5

ANALISI FEMM

5.1 Introduzione 73 5.2 Provino Alluminio 73 5.3 Provino Armco 76 5.4 XHET100 79 5.4.1 Schematizzazione geometrica 80 5.4.2 Mesh 81

5.4.3 Mappatura magnetica teorica 82

6

DATI SPERIMENTALI ED ELEBORAZIONE

6.1 Introduzione 85

6.2 Calibrazione dell’apparato sperimentale 85

6.2.1 Calibrazione orizzontale 86

6.2.2 Calibrazione verticale 88

6.3 Prove funzionali di misura 90

6.3.1 Elaborazione dati sperimentali del provino in alluminio 90 6.3.2 Elaborazione dati sperimentali del provino in ARMCO 95 6.4 Elaborazione dei dati sperimentali del propulsore XHET1000 98

7

CONCLUSIONI E PROPETTIVE DI SVILUPPO

7.1 Conclusioni 109

7.2 Prospettive di sviluppo 110