INDICE GENERALE
Sommario ... III Abstract ... V Ringraziamenti ... VII Indice generale...IX Lista dei simboli... XIII
Lista delle figure...XV Lista delle tabelle ... XIX
Capitolo 1 La propulsione elettrica ... 1
1.1 Introduzione ... 1
1.2 Alcune generalità sulla propulsione spaziale... 2
1.3 Generalità sulla propulsione elettrica... 4
1.4 Classificazione dei propulsori elettrici... 7
1.4.1 Propulsori elettrotermici... 7
1.4.2 Propulsori elettrostatici ... 9
1.4.3 Propulsori elettromagnetici ... 12
Capitolo 2 Contesto ed obiettivi della tesi ... 15
2.1 Introduzione ... 15
2.2 Architettura e principio di funzionamento del catodo cavo... 15
2.3 Il ruolo del catodo nei diversi propulsori elettrici... 18
2.4 Studio dei catodi cavi a Centrospazio... 19
2.5 Il catodo cavo nel motore HET... 20
2.5.1 I modi operativi ... 23
2.6 Obiettivi della tesi ... 24
Capitolo 3 L’attività sperimentale ... 29
Indice generale
_________________________________________________________________________________________________________________ X
3.2 L’impianto di prova... 30
3.3 Progettazione delle interfacce ... 31
3.4 Il piano di prova ... 40
3.4.1 L’analisi termica ... 41
3.5 Prove di funzionamento e risultati sperimentali... 48
3.6 Analisi delle prove di collaudo... 55
3.6.1 Difficoltà d’innesco dell’arco ... 56
3.6.1 Difficoltà nel mantenimento dell’arco in modalità Stand-By... 58
3.7 Prova di funzionamento con il motore SPT da 5kW ... 61
Capitolo 4 Il modello fisico-matematico ... 63
4.1 Introduzione... 63
4.2 Il plasma ... 63
4.3 Descrizione fisica della scarica tra catodo cavo ed anodo ... 65
4.4 Il modello fisico-matematico... 68
4.4.1 Descrizione macroscopica del plasma ... 69
4.4.2 Le equazioni semplificate del modello ... 73
Capitolo 5 Soluzione numerica e risultati... 83
5.1 Introduzione... 83
5.2 La procedura risolutiva... 83
5.3 Risultati numerici e loro analisi... 89
Capitolo 6 Conclusioni e sviluppi futuri ... 99
6.1 Conclusioni... 99
6.2 Sviluppi futuri... 101
Bibliografia ... 103
Appendici ... 105
Appendice A Chiarimenti su alcuni aspetti teorici alla base del modello di scarica adottato ... 107
Studio sperimentale delle prestazioni e diagnostica del getto di un motore MPD a doppio stadio
_________________________________________________________________________________________________________________ XI
A.2 Equazione del flusso termico ... 107
A.3 Il termine collisionale dell’equazione di bilancio della quantità di moto ... 108
A.3.1 Urti elettroni-ioni... 109
A.3.2 Urti ioni-neutri... 111
A.3.3 Urti elettroni-neutri ... 111
A.4 L’equazione di bilancio dell’energia... 112
Appendice B Programma per la risoluzione numerica del modello di scarica ... 117 B.1 Descrizione... 117 B.2 File catodo.m... 117 B.3 File plasma.m ... 122 B.4 File potenziale.m ... 123 B.5 File ni_en.m... 123 B.6 File Crea_ni_en_su_n_n_Xe.m... 124 B.7 File ni_en_fratto_n_n.m ... 124 B.8 File utile_per_ni_en.m ... 124 B.9 File cross_sec_mt_en.m ... 125 B.10 File Maxwell.m ... 125 B.11 File ni_in_su_nn.m... 126
