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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-03222016-173243


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
PERAFFAN ERASO, PABLO ANDRES
URN
etd-03222016-173243
Titolo
Progetto di un propulsore a effetto Hall di classe 1,35 kW
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Andrenucci, Mariano
Parole chiave
  • topologia magnetica
  • schermatura magnetica
  • Scaling
  • Scala
  • Prestazioni
  • Plasma
  • Performance
  • magnetic shielding
  • HET
  • Hall
  • Elettrostatico
  • effetto Hall
Data inizio appello
26/04/2016
Consultabilità
Completa
Riassunto
Riassunto analitico:
Si presenta il progetto di un propulsore a effetto Hall (HET) da 1,35 kW con schermatura magnetica. Dopo una presentazione dei cenni storici di questo concetto propulsivo è analizzato il principio di funzionamento. La modellazione proposta dei parametri adimensionali è utile sia al fine di attuare i processi di cambiamento di scala, che al processo, descritto in dettaglio, per la costruzione della mappa delle prestazioni intorno al punto nominale di disegno. L’analisi degli elementi che compongono il circuito magnetico, della topologia magnetica risultante e di alcune delle soluzioni attualmente utilizzate, è seguita dall'attività di simulazione computazionale della geometria del circuito magnetico in grado di replicare la configurazione di schermatura magnetica, che è in grado di ridurre drasticamente il deterioramento dei componenti e di conseguenza aumentare la vita operativa del sistema propulsivo. Ciascuno dei componenti del propulsore è discusso nel dettaglio, considerando le rispettive condizioni operative, i requisiti delle interfacce, dei materiali e dei processi costruttivi, privilegiando quelli con una maggior semplicità costruttiva per massimizzare le prestazioni e ridurre i costi di produzione. Infine, è presentato il modello definitivo, il quale dovrebbe essere sottoposto a simulazioni computazionali delle caratteristiche termiche e del plasma nel getto prima della costruzione di un prototipo per la sperimentazione in laboratorio.

Abstract:
A 1,35 kW with magnetic shielding Hall effect thruster (HET) model is discussed. After a brief historical overview, the working principles are discussed. Details of modeling of the performance parameters for both scaling processes and for the making of the performance map are presented. The analysis of the magnetic circuit components together with magnetic topology considerations and comparison with existing HET models is followed by magnetic simulation activity with the purpose of replicating the promising magnetic shielding topology that would enhance lifetime of the propulsion system. Each thruster’s component is analyzed in detail, considering for each one its operating conditions, interface requirements, material choice and construction process, attempting to maximize performance and limit costs. The final prototype is presented, from which thermal and discharge plasma simulations are to be carried out before the construction of a test model.
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