بررسی تجربی میزان نیروی پیشران و سرعت باد یونی با استفاده از تخلیه کرونا در چینش های مختلف در کرونای مثبت و منفی

در دو دهه اخیر، استفاده از تخلیه کرونا به‌عنوان یک سیستم پیشران پلاسمایی موردتوجه بسیاری از محققین هوافضا قرارگرفته است. در این تحقیق، به‌منظور دست یافتن به نیروی پیشران بیشتر و ضریب اثربخشی بالاتر، مطالعاتی در زمینه تخلیه کرونا در فشار اتمسفری با ایجاد شرایط هندسی متفاوت الکترودها، در چینش آرایه ای و اعمال ولتاژهای مختلف با قطبش های متفاوت انجام‌شده است. یکی از رایج ترین پیکربندی ها در تخلیه کرونا، پیکربندی سیم-استوانه است. در تحقیق حاضر با استفاده از پیکربندی سیم-استوانه به شکل آرایه ای و در چینش‌های مختلف و با استفاده از ولتاژهای اعمالی مثبت-زمین، منفی-زمین و مثبت-منفی به بررسی نیروی پیشران تولیدشده در شرایط متفاوت پرداخته‌شده است. در این تحقیق، میزان نیروی پیشران تولیدشده و نسبت نیروی پیشران تولیدشده به توان مصرفی سیستم بررسی شد. همچنین سری و موازی قرار گرفتن الکترودها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد، اعمال کرونای مثبت-منفی، نیروی پیشران و سرعت باد یونی بیشتری نسبت به اعمال ولتاژ مثبت-زمین یا منفی-زمین ایجاد کرده است. همچنین با افزایش تعداد الکترودها، ضریب اثربخشی (راندمان) سیستم افزایش می یابد که البته این افزایش به شکل غیرخطی است. در نهایت، نتایج نشان می‌دهد با سری کردن الکترودها در شرایط یکسان نسبت به حالت موازی، مقدار نیروی پیشران حدود 40 درصد و توان مصرفی حدود 25 درصد افزایش می یابد.

experimental investigation of the thrust and ion wind velocity using corona discharge in different arrangements in positive and negative coronas

in the last two decades, the use of corona discharge as a plasma propulsion system has attracted the attention of many aerospacescientists. in this research, in order to achieve more thrust and higher effectiveness, studies have been conducted on corona discharge in atmospheric pressure by creating different geometrical conditions of electrodes, in array arrangement and applying different voltages with different polarities. one of the most common configurations in corona discharge is wire-cylinder configuration. in this research, by using wire-cylinder configuration in array form and in different arrangements and using positive-ground, negativeground and positive-negative applied voltages, the thrust produced in different conditions has been investigated. in this research, the amount of thrust and the effectiveness of the system were investigated. also, the series and parallel positioning of the electrodes was evaluated. the obtained results show that applying positive-negative corona has created more thrust and ion wind velocity than applying positive corona or negative corona. also, with the increase in the number of electrodes, the effectiveness coefficient (efficiency) of the system increases, although this increase is non-linear. finally, the results show that by making the electrodes in series in the same conditions compared to the parallel mode, the thrust increases by about 40% and the power consumption increases by about 25%.