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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-03182005-163701


Tipo di tesi
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Autore
Scordino, Vincenzo
Indirizzo email
vincenzo_scordino@yahoo.com
URN
etd-03182005-163701
Titolo
Progetto di un micropropulsore ad emissione di campo con emettitore a lama
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Marcuccio, Salvo
relatore Prof. Andrenucci, Mariano
Parole chiave
  • emettitore a lama
  • feep
  • micropropulsore
Data inizio appello
14/04/2005
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
14/04/2045
Riassunto
Sommario
La propulsione elettrica ad effetto di campo, nota con la sigla FEEP (Field Emission Electric Propulsion) costituisce oggi una delle piu` interessanti alter- native alle tecnologie propulsive tradizionali per le applicazioni concernenti le basse e microspinte in sistemi satelliteri scientifici e commerciali.
Le principali caratteristiche che rendono particolarmente attraente questo sistema di generazione di spinta sono l’elevato impulso specifico che permette di avere bassi consumi di propellente, la semplicit`a costruttiva, l’accurata modulabilit`a della spinta sia in regime di funzionamento pulsato che continuo ed i livelli utili di spinta ottenibili che oggi si attestano fra i micronewton ed i millinewton.
Queste peculiarit`a rendono il sistema propulsivo FEEP perfettamente rispondente ai problemi di micropropulsione: manovre di controllo di assetto ed orbitale in sistemi a resistenza compensata, puntamento ultra-fine dei satelliti, annullamento delle perturbazioni orbitali di piu` piccola intensit`a.
La maggiore limitazione che caratterizza i FEEP allo stato attuale del- l’arte `e l’elevato valore di potenza specifica che contraddistingue il loro fun- zionamento. Infatti la generazione a bordo dei satelliti di elevate potenze, richiede dei sistemi di generazione di grandi dimensioni, che determinano un notevole impatto economico sull’intera missione.
Nella presente tesi si `e affrontato il problema della progettazione di una nuova geometria di propulsore FEEP di cui, in un secondo momento, dovran- no essere misurate le prestazioni di emissione.
In particolare si `e deciso di disegnare un innovativo sistema di emissione ionica che concentri i siti di origine dei raggi ionici lungo il filo di una lama preventivamente ricoperto da una pellicola di metallo liquido, ad esempio il cesio, che funge da propellente.
La nuova configurazione di emettitore proposta nella tesi `e tecnologica- mente realizzabile e quindi, pronta per iniziare una campagna sperimentale.

Abstract
Field Emission Electric Propulsion (FEEP) represents today one of the most interesting alternatives to the traditional propulsion technologies for low and micro-thrust applications in commercial and scientific satellite systems.
The main characteristics which make attractive this thrust generation systems are: high specific impulse, which implies low propellant consump- tions; structural simplicity; high thrust modulation in pulsed and stationary mode and useful thrust level in low and micro-newton ranges.
These characteristics make FEEP propulsion system perfectly suitable to resolve micropropulsion problems such as drag-free system attitude con- trol, satellite fine pointing, mutual positioning of satellite constellation and annulment of very low orbital perturbations.
The main limitation of FEEP is the high specific power levels which are necessary for its working. High power generators systems on spacecraft, at the actual state of art, are characterized by high weight. This implies considerable economic consequences on mission.
In the following thesis work, a new geometry for FEEP thruster is de- signed. It consists in an innovating ion emission system which concentrates ion-beams sources on the edge of a blade covered by a liquid metal film.
In the specific case here studied, caesium is used as propellant in the func- tioning of FEEP microthruster.
The new emitter configuration here designed is technologically feasible and then ready to be tested in experimental researches.
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