Progetto di un propulsore ad effetto Hall da 1.7 kW

La propulsione ad effetto Hall, nell’ultimo decennio, ha assunto importanza nelle applicazioni spaziali. Questo è dovuto sia al lavoro svolto nell’ex Unione Sovietica, Sati Uniti e,ultimamente, in Europa, sia alla disponibilità di maggiori potenze abbordo dei satelliti. Il presente lavoro ha riguardato la progettazione di un propulsore ad effetto Hall di potenza compresa tra 1.5 kW e 2 kW. Tale lavoro è iniziato con la raccolta dei parametri operativi provenienti dal funzionamento di diversi propulsori. Con tali dati sono state determinate delle opportune formule di scalatura dalle quali sono state ottenute le prestazioni ed un primo dimensionamento del propulsore. Infatti dall’analisi dei risultati viene scelta la potenza di 1.7 kW, e le rispettive prestazioni e dimensioni iniziali per un tale propulsore. Successivamente, con tali dimensioni, è stato realizzato un modello iniziale del circuito magnetico del propulsore il quale, mediante una serie di simulazioni magnetiche, è modificato in modo da ottenere il campo magnetico necessario al corretto funzionamento del propulsore. A questo punto, con il circuito magnetico finale, si procede al dimensionamento del sistema d’alimentazione e della camera d’accelerazione arrivando cosi alla configurazione finale del propulsore. Successivamente viene effettuata un’analisi termica del propulsore. Con tale analisi si vuole verificare che le temperature si mantengano entro i limiti stabiliti dai materiali. ---------------------ABSTRACT In the last decades, the Hall effect thrust has lead to a relevant importance on aerospace applications. This is done neither to the Soviet Union, United States of America, and, in last times, Europe, studies, nor to the greater satellites supplied powers. Present job has looked after a Hall effect thruster design study, which power is in the range of 1,5 kW and 2 kW. That job started with the data collection of different thrusters operating parameters. Using the resulting data, appropriate scaling formulas was obtained from which were derived performances and a first thruster dimensioning. As a result, we chose a 1.7 kW power thruster, whose performances and initial dimensions, came from the resulting analysis. Afterwards, using those dimensions, an initial model coming from the engine’s magnetic circuit was built, which, making a series of magnetic simulations, has changed in order to obtain the necessary magnetic field. Starting from this event, using the final magnetic field, we proceed with the feeding system and the acceleration chamber dimensioning coming to the final thruster configuration. We then proceed with a thruster thermal analysis. Using that thermal analysis, we would like to verify that temperatures will be taken into materials’ defined range