Обзор известных силовых способов измерения реактивной тяги ионных двигателей: качельные стенды и упругие мишени

Abstract

В работе представлен обзор большинства существующих конструкций силовых стендов на основе качели и упругой мишени, предназначенных для измерения тяги ионных двигателей. Представлено 7 уникальных конструкций стендов качельного типа и 16 конструкций аэродинамических стендов на основе упругой мишени. Представленные качельные стенды охватывают диапазон установившихся тяг от 50 мкН до 1500 мкН и импульсов тяги в диапазоне от 1 мкН·с до 150 мН·с. Стенды на основе упругих мишеней охватывают диапазон установившихся тяг от 3 мкН до 1 Н. Охвачен временной участок с 1972 до 2023 г. Показаны способы регистрации микроперемещений чувствительного элемента, демпфирования паразитных колебаний и калибровки стендов. Представлены данные по погрешностям измерения тяги стендами

The paper provides an overview of most existing designs of power stand based on a swing and an elastic target designed to measure the thrust of ion thruster. There are 7 unique design of a swing stands and 16 designs of aerodynamic stands based on an elastic target. The presented a swing stands cover the range of steady-state thrust from 50 μN to 1500 μN and thrust pulses in the range from 1 μN · s to 150 mN·s. Stands based on elastic targets cover the range of steady-state thrust from 3 μN to 1 N. The time period from 1972 to 2023 is covered. The methods of recording micro displacement of the sensing element, damping of parasitic vibrations and calibration of stands are shown. Data on errors in measuring thrust by stands are presented