@MastersThesis{Soares:2019:CaVáBa,
author = "Soares, Diogo Leon Oliveira",
title = "Caracteriza{\c{c}}{\~a}o em v{\'a}cuo de uma balan{\c{c}}a de
impulso com amortecedor magn{\'e}tico para testes de propulsores
el{\'e}tricos",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2019",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2019-05-16",
keywords = "Medi{\c{c}}{\~a}o de empuxo, propuls{\~a}o el{\'e}trica,
propulsores de plasma, amortecimento magn{\'e}tico, v{\'a}cuo,
thrust measurement, electric propulsion, plasma engines, magnetic
damping, vacuum.",
abstract = "Balan{\c{c}}as de impulso s{\~a}o utilizadas na
avalia{\c{c}}{\~a}o de impulso de sistemas propulsivos. Esta
disserta{\c{c}}{\~a}o apresenta resultados da
caracteriza{\c{c}}{\~a}o din{\^a}mica em v{\'a}cuo de uma
balan{\c{c}}a de impulso para medi{\c{c}}{\~o}es entre 14
\μNs e 79 \μNs. A balan{\c{c}}a de impulso {\'e}
baseada no conceito de balan{\c{c}}a de tor{\c{c}}{\~a}o e tem
por objetivo ser utilizada para testes de propulsores
el{\'e}tricos. Para a utiliza{\c{c}}{\~a}o em v{\'a}cuo, foi
feita a recalibra{\c{c}}{\~a}o dos eletrodos, que s{\~a}o
utilizados como um simulador de propulsor atrav{\'e}s da
gera{\c{c}}{\~a}o de um sinal el{\'e}trico com
dura{\c{c}}{\~a}o m{\'e}dia de 200 ms e impulso m{\'e}dio de
31, 0±1, 6 \μNs. Um gerador de sinais {\'e} utilizado para
enviar um sinal el{\'e}trico em forma de pulso aos eletrodos.
Para que a tens{\~a}o entre os eletrodos fosse adequada, da ordem
de 250 V , foi montado um circuito de amplifica{\c{c}}{\~a}o,
que mostrou uma boa repetibilidade durante os experimentos. O
espectro de frequ{\^e}ncia de oscila{\c{c}}{\~a}o das bombas
mec{\^a}nicas, criog{\^e}nica e os demais equipamentos foi
analisado. Um amortecedor magn{\'e}tico foi desenvolvido com a
finalidade de amortecer mais rapidamente a oscila{\c{c}}{\~a}o
da balan{\c{c}}a. S{\~a}o fornecidas as curvas de temperatura,
raz{\~a}o de amortecimento, for{\c{c}}a m{\'a}xima de
amortecimento em fun{\c{c}}{\~a}o da corrente el{\'e}trica e o
perfil de amortecimento ao longo do tempo. O campo magn{\'e}tico
axial em fun{\c{c}}{\~a}o da corrente el{\'e}trica utilizada no
amortecedor magn{\'e}tico tamb{\'e}m foi obtido. Foi feita uma
an{\'a}lise din{\^a}mica que tornou poss{\'{\i}}vel determinar
a fun{\c{c}}{\~a}o de transfer{\^e}ncia de todo sistema. A
resposta din{\^a}mica da fun{\c{c}}{\~a}o de transfer{\^e}ncia
{\'e} comparada com a resposta din{\^a}mica da curva interpolada
dos dados originais e tamb{\'e}m com os dados originais.
ABSTRACT: Impulsive thrust-stands are employed to assess the
impulse of propulsion systems. This work reports the results of
the vacuum dynamical characterization of an impulsive thrust-stand
for measurements in the range of 14 \μNs up to 79
\μNs. The impulsive thrust-stand is based on a torsion
balance and will be used for experiments of electric thrusters. A
recalibration of the electrodes is performed and the electrodes
are used as a thruster simulator by means of an electrical signal
with a mean duration of 200 ms and a mean impulse of 31, 0 ± 1, 6
\μNs. A signal generator is employed in order to send a
pulsed form electrical signal to the electrodes. An electric
amplifier circuit was designed in order to have an electric
potential of approximately 250 V between the electrodes and showed
good repeatability during the experiments. The spectrum analysis
of oscillation of the mechanical pumps, cryogenic pump and the
other devices was performed. A magnetic damper was built to damp
quickly the thrust-stand oscillation. Charts of temperature,
damping ratio and the maximum damping force are provided as a
function of electrical current. The chart of damping force as a
function of time is also obtained. The axial magnetic field is
also provided as a function of the electrical current. A dynamical
analysis was performed and the transfer function of the system
computed. The dynamical response of the transfer function was
compared with the dynamical response of the fitting curve and
compared with the original signal.",
committee = "Marques, Rodrigo Intini (presidente/orientador) and Costa,
Fernando de Souza and Sandonato, Gilberto Marrega",
englishtitle = "Characterization of an impulsive thrust-stand in a vacuum
environment with a magnetic damper for electric propulsion tests",
language = "pt",
pages = "173",
ibi = "8JMKD3MGPDW34P/3T9DLF5",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGPDW34P/3T9DLF5",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "20 abr. 2024"
}