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Tesi etd-06032011-104851


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
FANTOZZI, MATTEO
URN
etd-06032011-104851
Title
Uso di propellenti alternativi allo Xenon in propulsori a effetto Hall
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Commissione
relatore Prof. Andrenucci, Mariano
correlatore Ing. Rossetti, Paola
correlatore Ing. Cifali, Gianluca
correlatore Ing. Misuri, Tommaso
Parole chiave
  • spinta
  • efficiency
  • rendimento
  • xenon
  • xeno
  • oxygen
  • nitrogen
  • ossigeno
  • azoto
  • numerical model
  • modello numerico
  • alternative propellant
  • propellenti alternativi
  • Hall effect
  • effetto Hall
  • thruster
  • propulsore
  • sperimentale
  • thrust
  • low thrust
  • bassa spinta
  • low earth orbit
  • LEO
  • orbita bassa
  • drag compensation
  • compensazione resistenza aerodinamica
  • perdite alle pareti
  • wall losses
  • power losses
  • air
  • ionizzazione
  • ionization
  • perdite energetiche
  • energy losses
  • atmospheric gases
  • gas atmosferici
  • aria
  • space propulsion
  • propulsione spaziale
  • Alta
  • empirical model
  • modello empirico
  • PPS-1350
  • SPT-100
  • vacuum chamber
  • camera a vuoto
  • IV10
  • laboratory
  • laboratorio
  • performance
  • prestazioni
  • characterization
  • caratterizzazione
  • experimental
Data inizio appello
12/07/2011;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Grazie all’aumento delle potenze elettriche disponibili a bordo delle nuove generazioni di veicoli spaziali, la propulsione elettrica offre vantaggi sempre maggiori rispetto a quella chimica, soprattutto per gli enormi vantaggi logistici. Dagli anni '90 ad oggi i propulsori ad effetto Hall si sono sempre più affermati come soluzione in campo spaziale per le manovre di station-keeping e riposizionamento orbitale. Negli ultimi anni, a causa dei costi sempre crescenti dello Xenon, il propellente convenzionalmente usato nei propulsori a effetto Hall, si è iniziato a sperimentare l’uso di propellenti alternativi.
Il presente lavoro di tesi descrive parte di una campagna sperimentale, svolta presso i laboratori di Alta S.p.A., mirata a determinare il punto di funzionamento e le prestazioni di un propulsore a effetto Hall del tipo SPT-100 da 1,5 kW di potenza nominale, utilizzando come propellente sia azoto puro, sia una miscela di azoto e ossigeno.
Nella parte centrale del lavoro si definiscono tutte le equazioni e le grandezze che caratterizzano la fisica dei plasmi, allo scopo di analizzare i processi fisici che hanno luogo in un propulsore a effetto Hall e di costruire un modello analitico per predire le prestazioni di questi motori quando si usino propellenti alternativi allo Xenon. I risultati ottenuti con tale modello vengono poi confrontati con i dati sperimentali raccolti durante la campagna di prove effettuata, in modo da poter determinare le differenze tra le prestazioni teoriche e quelle misurate del propulsore. Infine si suggeriscono alcune possibili strade per raffinare ulteriormente il modello e renderlo ancora più versatile ed efficace nella predizione delle caratteristiche operative di propulsori Hall alimentati con propellenti alternativi.