Российские ученые нашли способ улучшить ионные двигатели для космических кораблей
Российские ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали математическую модель, которая позволяет проектировать более надежные ионные двигатели для космических аппаратов.
Ионные двигатели используются для управления спутниками и их ориентацией. Двигатели создают тягу, которая помогает аппаратам занимать необходимое положение на орбите, и важную роль в этом играют электроды. Основная проблема заключалась в том, что электроды в ионных двигателях склонны к повреждениям из-за вибраций во время полета, это, в свою очередь, приводит к выходу двигателя из строя.
Разработанная в ПНИПУ модель обеспечивает комплексный двухступенчатый подход. Сначала она моделирует повреждения на микроуровне, рассчитывая вероятность и объем этих повреждений. Затем модель учитывает эти микроповреждения на макроуровне, пересчитывая упругие свойства материала электрода и анализируя, как это влияет на его деформацию под нагрузкой.
В результате компьютерная модель показала: чтобы точно предсказать, как поведет себя электрод двигателя, нужно учитывать мельчайшие повреждения его материала. Новая модель, учитывающая микроскопические дефекты, сделала расчеты точнее.