Study of the Design and Characteristics of a Modified Pulsed Plasma Thruster with Graphite and Tungsten Trigger Electrodes

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app151910767
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

The paper presents experimental results for a modified pulsed plasma thruster (PPT) with solid propellant, using a coaxial anode-cathode design. Graphite from pencil leads served as propellant, and a tungsten trigger electrode was tested to reduce carbonization effects. Experiments were performed in a vacuum chamber at 0.001 Pa, employing diagnostics such as discharge current/voltage recording, power measurement, ballistic pendulum, time-of-flight (TOF) method, and a Faraday cup. Current and voltage waveforms matched an oscillatory RLC circuit with variable plasma channel resistance. Key discharge parameters were measured, including current pulse duration/amplitude and plasma channel formation/decay dynamics. Impulse bit values, obtained with a ballistic pendulum, reached up to 8.5 μN·s. Increasing trigger capacitor capacitance reduced thrust due to unstable “pre-plasma” formation and partial pre-discharge energy loss. Using TOF and Faraday cup diagnostics, plasma front velocity, ion current amplitude, current density, and ion concentration were determined. Tungsten electrodes produced lower charged particle concentrations than graphite but offered better adhesion resistance, minimal carbonization, and stable long-term performance. The findings support optimizing trigger electrode materials and PPT operating modes to extend lifetime and stabilize thrust output.