Przystępna technologia elektrostatycznych silników jonowych w centrum uwagi
Jesteśmy obecnie świadkami radykalnej transformacji rynku komercyjnych satelitów łączności. Wraz ze spadkiem kosztów usług łączności w przeliczeniu na gigabit na sekundę, możliwość szybkiej komercjalizacji i skracania czasu realizacji staje się coraz bardziej istotna. Elektryczne układy napędowe stanowią rozwiązanie umożliwiające zwiększenia efektywności paliwowej o rząd wielkości w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami chemicznymi. Zanim jednak możliwe stanie się osiągnięcie pełni możliwości, wciąż wymagane jest wiele pracy nad elektrycznymi układami napędowymi.
Elektrostatyczne silniki jonowe i ich rosnąca popularność
Technologia elektrostatycznych silników jonowych charakteryzuje się potwierdzoną sprawnością i przyczynia się do usprawnienia elektrycznych układów napędowych o bardzo wysokim impulsie właściwym. Nowe rozwiązanie napędowe opracowane przez ArianeGroup zwiększa siłę ciągu do bezprecedensowych poziomów. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu GIESEPP MP rozwija technologię elektrostatycznych silników jonowych do zastosowań średniej mocy. Rozwijając tę technologię, zespół ma na celu zwiększenie konkurencyjności platform satelitarnych na orbicie geostacjonarnej i średniej orbicie okołoziemskiej. Wyposażony w możliwość działania w dwóch trybach silnik RIT2X spółki ArianeGroup doskonale ilustruje działania na rzecz rozwoju takich platform. „Tego rodzaju możliwość zapewnia doskonałą sprawność w przypadku pracy z niskim ciągiem, który sprawdza się wyjątkowo dobrze w przypadku konieczności utrzymywania orbity. Co więcej, silnik zapewnia konkurencyjne osiągi w zakresie wysokiego ciągu, który jest wymagany między innymi do wykonywania manewrów orbitalnych”, zauważa Christian Knorr, koordynator projektu GIESEPP MP. „Dzięki możliwości pracy w dwóch trybach, rozwiązanie RIT2X będzie stanowiło ważny element rozwoju nowoczesnych platform komunikacyjnych i zapewni doskonałe osiągi, które są konieczne w przypadku naukowych misji badawczych”, dodaje Knorr.
Nowy standard dla branży
W ramach projektu GIESEPP MP powstanie pierwsza europejska platforma napędu elektrycznego oparta na normach, wykorzystująca technologię elektrostatycznego silnika jonowego i kompatybilna z silnikami jonowymi opracowanymi przez ArianeGroup, a także umożliwiająca wykorzystanie alternatywnych napędów. Sercem platformy jest silnik ArianeGroup RIT2X, do którego dołączono generator częstotliwości radiowych, przetwornicę mocy Airbus Crisa i system zarządzania hydraulicznego Airbus DS. Wszystkie te elementy zostały zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić nie tylko najwyższe osiągi, ale także obniżyć koszty oraz umożliwić normalizację z myślą o produkcji seryjnej nowego rozwiązania. Wykorzystywane przez badaczy podejście zapewnia, że równolegle do rozwoju komponentów platformy zespół położy dodatkowy nacisk na opracowanie możliwości produkcji przemysłowej. Takie rozwiązanie jest bowiem kluczowe z punktu widzenia realizacji ambitnych celów ekonomicznych wyznaczonych przez spółkę Airbus Defence and Space. Prace techniczne realizowane w ramach projektu zakończą się przeglądem i analizą głównych komponentów, po którym rozpoczną się testy poszczególnych podzespołów. Po zakończeniu tych prac wszystkie elementy zostaną połączone w celu przeprowadzenia testu sprzężenia. Test ten ma kluczowe znaczenie dla weryfikacji działania wszystkich układów w elektrycznym układzie napędowym. Dzięki współpracy z partnerami ze środowisk akademickich i przemysłowych, wszystkie testy będą przeprowadzane w środowiskach doskonale odwzorowujących rzeczywiste warunki panujące w przestrzeni kosmicznej.
Pierwszy w Europie uniwersalny elektryczny układ napędowy
Silnik ArianeGroup RIT2X będzie pierwszym produkowanym przemysłowo europejskim projektem elektrostatycznego silnika jonowego. Ten znormalizowany elektryczny układ napędowy zapewni przedsiębiorstwom kosmicznym elastyczność w zakresie doboru poszczególnych komponentów napędu elektrycznego, a także tworzenia własnych, dostosowanych do potrzeb układów. „Nasz projekt powstał dzięki doświadczeniu oraz wiedzy czołowych europejskich producentów napędów elektrycznych, dzięki czemu pozwolił na otrzymanie konkurencyjnego, gotowego do produkcji przemysłowej rozwiązania napędu elektrycznego charakteryzującego się wysoką uniwersalnością. Jednocześnie nasz napęd wciąż umożliwia elastyczny dobór indywidualnych rozwiązań”, podsumowuje Knorr.
Słowa kluczowe
GIESEPP MP, napęd elektryczny, elektryczny napęd pojazdów kosmicznych, uniwersalny, elektrostatyczny silnik jonowy, ArianeGroup, średnia moc, utrzymanie orbity, manewry orbitalne