• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.278-281
• /
• 2005

본 논문은 적층된 전극 구조의 노즐을 이용한 정전기 마이크로 추진 장치의 새로운 메커니즘을 제시한 구조에 대해 크기에 따른 영향을 연구하였다. 구조의 크기에 따른 실험결과를 비교해 볼 때 500volt 이하의 요구 전압이 가능함을 보여주고 있다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.76-86
• /
• 2008

다양한 에너지원들을 전력발생용으로 활용할 수 있다는 점과 화학추진기로는 얻을 수 없는 높은 분사추진속도를 구현할 수 있다는 점은 전기추진기만의 장점으로 대두된다. 수많은 비화학추진기들이 연구개발중에 있으나 현재로서는 200s에서 5000s까지의 넓은 비추력 범위를 갖는 전기추진기의 연구개발이 가장 많은 진전을 이루고 있다. 따라서 본 논문의 주요내용은 전기추진기에 할애되어 있으며 전력으로 열을 발생시켜 추력을 얻는 전열추력기(electrothermal thruster), 정전기장을 응용한 정전기추력기(electrostatic thruster)와 플라스마 상태의 고온가스를 자기장으로 가속시키는 전자기추력기(electromagnetic thruster)에 대한 작동원리, 특성 및 개발현황들을 소개한다.

• 항공우주기술
• /
• 제9권2호
• /
• pp.14-21
• /
• 2010

이온추력기는 전기추력기의 일종으로 높은 추력을 내기가 힘든 단점이 있으나 상대적으로 매우 높은 비추력을 낼 수 있는 장점이 있기 때문에 장거리 혹은 장시간의 우주비행이 요구되는 미션을 위해 활용되는 우주추진기관이다. 최근에 들어 우주탐사에 대한 세계 각국의 관심이 높아져 가고 있고 기존의 미국, 러시아, 유럽 이외에도 일본, 중국, 인도 등이 우주탐사에 나서고 있다. 소행성탐사나 외행성탐사와 같은 장거리 임무의 경우에는 화학식 추력기만을 사용하는 경우 과도한 추진제 적재로 인해 발사 중량이 증가하는 단점이 있어 최근에 들어서는 화학식 추력기와 이온추력기를 조합하여 사용하는 것이 세계적인 추세이다. 본 논문에서는 이온추력기 개발을 위해 수행된 이온화 방식 및 제작 기술과 관련된 연구의 수행 내역과 이온추력기 기본 모델의 제작 결과 및 방전 시험 결과를 소개하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
• /
• pp.173-177
• /
• 2004

본 논문은 적층된 전극 구조의 노즐을 이용한 정전기 마이크로 추진 장치의 새로운 메카니즘을 제시하고 있다 실험과 시뮬레이션 결과를 비교해 볼 때 제안된 메커니즘은 pico-liter 부피를 가진 액적의 분출과 최소 100volt 이하의 요구 전압이 가능함을 보여주고 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.271-277
• /
• 2004

As one of the concepts of the laser/electric hybrid propulsion system, a feasibility study on possibilities of electrostatic acceleration of a laser ablation plasma induced from a solid target was conducted. Energy distributions of accelerated ions were measured by a Faraday cup. A time-of-flight measurement was also conducted for ion velocity measurement. It was found that an average speed of ions from a pure laser ablation in this case was about 20 km/sec for pulse energy of 40 $\mu$J/pulse with pulse width of 250 psec. On the other hand, through an electrostatic field with a + I ,000 V electrode, the speed could be accelerated up to 40 km/sec. It was shown that the electrode with positive potential was more effective than that with negative potential for positive-ion acceleration in laser induced plasma, or pulsed plasma, in which ions were induced with the Coulomb explosion following electrons. In addition, the ion-acceleration or deceleration strongly depended on conditions of pairs of inner diameter and electrodes gap.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.54-62
• /
• 2016

이단 마이크로 할로우 음극 방전(MHCD) 플라즈마를 사용하는 마이크로 플라즈마 추력기(${\mu}PT$)에 대한 실험 연구가 수행되었다. 40 sccm의 아르곤 유량과 10 W 미만의 전력으로 보다 더 직진성 있고 긴 침투 길이를 가진 배기 플룸을 만드는 정전기적 가속이 이단 MHCD에 의해 발생되었다. 전압-전류 특성에서는 이단 운전 시 두 번째 단의 가속 전압이 일정하게 되는 최적 영역이 있음을 보였다. 추정된 배기 플룸의 길이가 가속 전압으로 추산된 이론적 배출 속도와 비슷한 증가 경향을 보였다. 다중 채널을 가진 마이크로 플라즈마 추력기는 동일한 총 전력량에 대하여 단일 채널 추력기와 비슷한 특성을 보여, 이는 채널 당 허용 전력량을 낮춰 전체 전력량을 높일 수 있음을 의미한다. 아르곤 원자 분광선의 볼츠만 그래프에서 배기 플룸의 평균 전자 여기 온도는 약 2.6 eV(=약 30,170 K)임이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
• /
• pp.30-33
• /
• 2006

Onset voltage plays a crucial role in the design of a spray microthruster. This paper presents an analytical electrostatic model to predict the behavior of onset voltage in an array of emitters. The basic idea of this method is to superimpose the electric potentials obtained from each individual emitter in an array of emitters. The results show that if one emitter operates and the other neighboring emitters are dry, the potential required for cone-jet spraying generally increases as the emitter spacing decreases (due to electrical shielding). However at very close spacing the potential can decrease. If all emitters operate at the same time, the phenomenon that even at very close spacing the onset voltage required for cone-jet spraying increases merely as the emitter spacing decreases.

• 한국재료학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.361-369
• /
• 2005

InP(100) crystal surface was irradiated by ion beams with low energy $(180\~225\;eV)$ and high flux $(\~10^{15}/cm^2/s)$, Self-organization process induced by ion beam was investigated by examining nano structures formed during ion beam sputtering. As an ion source, an electrostatic closed electron Hall drift thruster with a broad beam size was used. While the incident angle $(\theta)$, ion flux (J), and ion fluence $(\phi)$ were changed and InP crystal was rotated, cone-like, ripple, and anistropic nanostrucuture formed on the surface were analyzed by an atomic force microscope. The wavelength of the ripple is about 40 nm smaller than ever reported values and depends on the ion flux as $\lambda{\propto}J^{-1/2}$, which is coincident with the B-H model. As the incident angle is varied, the root mean square of the surface roughness slightly increases up to the critical angle but suddenly decreases due to the decrease of sputtering yield. By the rotation of the sample, the formation of nano dots with the size of $95\~260\;nm$ is clearly observed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.327-334
• /
• 2004

Spectroscopic and electrostatic probe measurements were made to examine plasma characteristics with or without a metal plate for a 10-㎾-class direct-current arcjet Heat fluxes into the plate from the plasma were also evaluated with a Nickel slug and thermocouple arrangement. Ammonia and mixtures of nitrogen and hydrogen were used. The NH$_3$ and $N_2$+3H$_2$ plasmas in the nozzle and in the downstream plume without a plate were in thermodynamical nonequilibrium states. As a result, the H-atom electronic excitation temperature and the $N_2$ molecule-rotational excitation temperature intensively decreased downstream in the nozzle although the NH molecule-rotational excitation temperature did not show an axial decrease. Each temperature was kept in a small range in the plume without a plate except for the NH rotational temperature for NH$_3$ gas. On the other hand, as approaching the plate, the thermodynamical nonequilibrium plasma came to be a temperature-equilibrium one because the plasma flow tended to stagnate in front of the plate. The electron temperature had a small radial variation near the plate. Both the electron number density and the heat flux decreased radially outward, and an increase in H$_2$ mole fraction raised them at a constant radial position. In cases with NH$_3$ and $N_2$+3H$_2$ a large number of NH radical with a radially wide distribution was considered to cause a large amount of energy loss, i.e., frozen flow loss, for arcjet thrusters.