NVESTIGATION OF THE INPUT IONIZATION CHAMBER OF A TWO-STAGE PLASMA ACCELERATOR

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Within the framework of the federal project “Development of controlled fusion technologies and innovative plasma technologies”, Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research (TRINITI) is working on the creation of a prototype plasma rocket thruster based on a two-stage quasi-stationary high-current plasma accelerator where the processes of propellant preliminary ionization and final high-speed flow formation are separated. The discharge characteristics of the input ionization chamber were determined when using hydrogen and helium as a propellant in the relevant flow range of 1.5–3 mg per pulse, on the basis of which recommended values of specific energy input in the range of 2.2–2.6 kJ/mg for H2 and 1.2–1.6 kJ/mg for He were established. The plasma temperature estimation for hydrogen at 0.8 eV is consistent with the measured plasma flow velocity of 16 ± 3 km/s. The conversion coefficient of the input electrical energy into the plasma flow energy was 65% in the entire studied range. The results obtained make it possible to predict the electrical discharge characteristics, cooling requirements and erosion rate for the first stage of a plasma rocket thruster.

About the authors

V. S Chernyshev

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: chernyshev.valentin@triniti.ru
Troitsk, Moscow, Russia

K. M Gutorov

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Troitsk, Moscow, Russia

V. L Podkovyrov

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Troitsk, Moscow, Russia

A. A Mamonov

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Troitsk, Moscow, Russia

References

  1. Ильгисонис В.И., Ильин К.И., Новиков С.Г., Оленин Ю.А. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 963.
  2. Морозов А.И. // УФН. 1990. Т. 160. С. 147.
  3. Морозов А.И. // Физика плазмы. 1990. Т. 16. С. 131.
  4. Kozlov A.N. // Phys. Fluids. 2022. V. 34. P. 104109. https://doi.org/10.1063/5.0117298
  5. Kozlov A.N., Klimov N.S., Konovalov V.S., Podkovyrov V.L., Urlova R.V. // J. Phys.: Confer. Ser., 18th Internat. Workshop Magneto-Plasma Aerodynamics. 2019. P. 012021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1394/1/012021
  6. Брушлинский К.В., Морозов А.И. Вопросы теории плазмы. Вып. 8 / Под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1974. С. 88.
  7. Брушлинский К.В., Заборов А.М., Козлов А.Н., Морозов А.И., Савельев В.В. // Физика плазмы. 1990. Т. 16. С. 147.
  8. Белан В.Г., Золотарев С.П., Левашов В.Ф., Майнашев В.С., Морозов А.И., Подковыров В.Л., Скворцов Ю.В. // Физика плазмы. 1990. Т. 16. C. 176.
  9. Волошко А.Ю., Гаркуша И.Е., Казаков О.Е., Морозов А.И., Павличенко О.С., Соляков Д.Г., Терешин В.И., Тиаров М.А., Трубчанинов С.А., Царенко А.В., Чеботарев В.В. // Физика плазмы. 1990. Т. 16. С. 158.
  10. Стальцов В.В., Махлай В.А., Чеботарёв В.В., Кулик Н.В. // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 4. С. 73.
  11. Гаркуша И.Е., Соляков Д.Г., Чеботарев В.В., Махлай В.А., Кулик Н.В. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 179.
  12. Дьяконов Г.А., Тихонов В.Б. // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 6. С. 533.
  13. Мастюков Е.Н., Мишанов А.В., Хвесюк В.И. // Тезисы докладов VII-ой Всесоюзной конф. по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Харьков, 1989. С. 45.
  14. Ананин С.И., Асташинский В.М., Баканович Г.И., Костюкевич Е.А., Кузьмицкий А.М., Маньковский А.А., Минько Л.Я., Морозов А.И. // Физика плазмы. 1990. Т. 16. С. 186.
  15. Климов H.C., Коваленко Д.В., Подковыров В.Л., Кочнев Д.М., Ярошевская А.Д., Урлова Р.В., Козлов А.Н., Коновалов В.С. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2019. Т. 42. С. 52. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2019-42-3-52-63
  16. Yaroshevskaya A.D., Gutorov K.M., Podkovyrov V.L., Litvinenko Yu.I. // Plasma Phys. Rep. 2024. V. 50. P. 689. https://doi.org/10.1134/S1063780X24600634
  17. Ковров П.Е., Шубин А.П. Физика и применение плазменных ускорителей / Под ред. А.И. Морозова. Минск: Наука и техника, 1974. С. 78.
  18. Морозов А.И., Соловьев Л.С. Вопросы теории плазмы. Вып. 8 / Под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1974. С. 3.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences