華沙的等離子物理學(xué)和激光微熔研究所(IFPiLM)進(jìn)行基礎(chǔ)等離子物理學(xué)研究。在歐盟第七研究框架計(jì)劃的贊助下，該研究所在開發(fā)和檢驗(yàn)電力空間推進(jìn)系統(tǒng)。

　　這些電力空間推進(jìn)系統(tǒng)——由于它們的有效成分，即離子推進(jìn)器或等離子推進(jìn)器——采用的是類似于傳統(tǒng)火箭系統(tǒng)的射流力原理。

　　傳統(tǒng)的火箭系統(tǒng)必須運(yùn)載大量燃料來產(chǎn)生充分的推進(jìn)力，而電力推進(jìn)系統(tǒng)使用電力場將小粒子加速至高速度，并從推進(jìn)器以極高速度發(fā)射出。這種高排出速度大大地減少了所需的燃料的量。離子推進(jìn)器的這種特性使得它們非常適合于校正衛(wèi)星的位置。

　　雖然相對(duì)于傳統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)，離子推進(jìn)器只產(chǎn)生相對(duì)較低的推力，但是它們能夠一次產(chǎn)生數(shù)月不間斷的推進(jìn)力。從而可以為推進(jìn)的宇宙飛船不斷地加速。

圖1：真空腔室

　　相比傳統(tǒng)的火箭推進(jìn)系統(tǒng)的另一個(gè)特殊特點(diǎn)是，離子推進(jìn)器只在太空或在真空中工作。

　　因此，在開發(fā)過程中測試離子推進(jìn)器的性能時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)造與太空類似的條件。這就要求能夠產(chǎn)生與太空同樣壓力條件的測試系統(tǒng)。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.jnannai.com/)認(rèn)為這種系統(tǒng)必須能夠確保推進(jìn)器在最大推力下工作時(shí)，都能持續(xù)模擬太空中的環(huán)境。

　　這造就了對(duì)真空系統(tǒng)的大體積要求：

　　試驗(yàn)艙必須大到足夠容納推進(jìn)器。

　　干式前級(jí)泵系統(tǒng)抽速必須大于450 m³/h，以便能夠在十分鐘內(nèi)形成1×10^-2 hPa的前級(jí)真空壓力。

　　需要抽速約2900 l / s(對(duì)于氮?dú)?和高壓縮的渦輪分子泵作為高真空泵系統(tǒng)。必須要能夠在不到三小時(shí)內(nèi)獲得≤ 1×10^-6 hPa的最終壓力。

　　需要基于PLC的控制器來控制系統(tǒng)的手動(dòng)和自動(dòng)測試。

　　真空解決方案

　　普發(fā)真空開發(fā)的真空解決方案為了滿足這種應(yīng)用的具體需求而定制，并且滿足IFPiLM制定的規(guī)范：

　　為此專門設(shè)計(jì)了體積為2 m³ 的水平圓柱形真空室。該真空室具有經(jīng)過玻璃珠噴砂處理的內(nèi)部，能夠減小來自表面的脫氣率，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.jnannai.com/)認(rèn)為從而獲得快速的抽真空能力。具有快速開關(guān)機(jī)構(gòu)的不銹鋼門使客戶能夠輕松進(jìn)出真空室。真空室裝配有各種法蘭，為客戶提供了連接附加組件的廣泛選擇。客戶還要求整個(gè)真空室有±25 mm的高度調(diào)節(jié)。

　　一臺(tái)磁懸浮渦輪分子泵 HiPace 3400 MC 被選為高真空泵，以確保可以獲得所需的真空、抽速和清潔度。由于可靠性高，無潤滑ACG600 羅茨泵被用作前級(jí)泵。

圖2：控制面板

圖3：IFPiLM檢測霍爾推進(jìn)器

　　安裝了基于PLC的控制器，用于操作整體系統(tǒng)。所有試驗(yàn)步驟可以通過數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行監(jiān)控，控制器可以保存測試過程中記錄的所有數(shù)據(jù)。

　　方案優(yōu)勢：

　　定制的真空解決方案

　　基于智能控制器，具有一系列模擬模式

　　干泵系統(tǒng)，保證最大清潔度

　　高抽速確保在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定的真空環(huán)境

　　通過使用高能效的泵降低運(yùn)營成本

　　普發(fā)真空工程師在現(xiàn)場對(duì)整體系統(tǒng)的專業(yè)調(diào)試

圖4：前級(jí)真空泵組

圖5: HiPace MC 渦輪分子泵