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Reaction Control Thruster Thermal Design for a Mission to Mercury

机译：反应控制推进器热设计，以实现汞的使命

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This paper describes two novel methods used to reduce the prefiring injector temperatures of thrusters on the sun-facing side of a spacecraft designed for a mission to Mercury. The Mercury Transfer Module is the propulsion module that takes the European Space Agency's BepiColombo mission to the planet Mercury. It contains a bipropellant chemical propulsion system and a xenon-based electric propulsion system. It was predicted that, within a certain distance from the sun, the high solar loads and large internal waste heat from the electric propulsion would cause vapor lock to occur on the sun-facing hydrazine thrusters at the start of firing, rendering their performance unpredictable and inefficient. The paper reports on the development of a method to increase the emissivity of the nozzles via sandblasting and on the development of a special copper collar for directly removing heat from the injector. The design and analysis are reported, along with results from a dedicated thruster-level high solar flux thermal test and a full spacecraft-level thermal test using a flight-representative thruster to which the modifications as described in this paper. The two techniques are shown to enable unrestricted use of the thrusters all the way to Mercury.
机译：本文介绍了两种新颖的方法，用于降低为执行水星飞行任务而设计的航天器朝阳侧推进器的预燃喷射器温度。水星传输模块是将欧洲航天局的BepiColombo任务带到水星行星的推进模块。它包含一个双推进剂化学推进系统和一个基于氙气的电动推进系统。据预测，在距太阳一定距离内，高的太阳负荷和来自电推进装置的大量内部废热将导致在燃烧开始时朝太阳的肼推进器上发生蒸气锁定，从而使其性能无法预测并且效率低下。该论文报道了通过喷砂提高喷嘴发射率的方法的发展，以及用于直接从喷射器中除去热量的特殊铜套的发展。报告了设计和分析，以及使用飞行代表推进器进行的专用推进器级高太阳通量热测试和完整航天器级热测试的结果，本文对此进行了修改。展示了这两种技术可以无限制地使用推进器直至到达水星。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2017年第5期|1134-1141|共8页
  • 作者

    Tuttle S.; Morgan S.; Quinn A.; Johnson G.;

  • 作者单位

    Univ New South Wales, Canberra, ACT 2610, Australia|Airbus Def & Space GmbH, Friedrichshafen, Germany;

    Airbus Def & Space Ltd, Stevenage SG1 2AS, Herts, England;

    Airbus Def & Space Ltd, Stevenage SG1 2AS, Herts, England;

    Airbus Def & Space Ltd, Stevenage SG1 2AS, Herts, England|Inmarsat, London EC1Y 1AX, England;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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