تحلیل دمایی و مقایسه دو طراحی مختلف برای کاتد مورد استفاده در رانشگرهای الکترواستاتیکی

خانواده رانشگرهای الکتریکی به لحاظ مزایایی که از لحاظ بالا بودن ضربه ویژه و بازده دارند در ماموریت های مختلف فضایی مورد توجه می باشند. رانشگرهای مذکور دارای سه تقسیم بندی الکتروترمال، الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی هستند. از این بین رانشگرهای یونی و اثرهال از اعضای شاخص زیرشاخه الکترواستاتیکی به شمار می روند که همچنان در صنایع فضایی در حال رشد و توسعه هستند. از طرفی بخش مهمی از این رانشگرها، کاتد توخالی ۲ می باشد که وظیفه تولید الکترون، بسته شدن مدار الکتریکی کل رانشگر و در نهایت خنثی سازی یون های خروجی از دهانه رانشگر را به عهده دارد. در این مقاله دو نمونه از طراحی کاتد توخالی از لحاظ دمایی مورد شبیه سازی و تحلیل قرارگرفته است. همچنین شارش گرمایی نیز در هر دو طرح شبیه سازی شده و نتایج آن گزارش شده است و با توجه به نتایج بدست آمده، نمونه مطلوب از لحاظ عملکردی معین شده است. یکی از اهداف اصلی بررسی های دمایی در دو طراحی مذکور، اطمینان از عملکرد اجزای اصلی سیستم نظیر هیتر با توجه به داده های ورودی و مقایسه بین دو طراحی و در نهایت انتخاب یا اصلاح طراحی بوده است. لازم به ذکر است که یکی از طرح های مورد مطالعه در پژوهشکده رانشگرهای فضایی ساخته شده و مورد تست عملکردی قرار گرفته است.