Российские ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали математическую модель, которая позволяет проектировать более надежные ионные двигатели для космических аппаратов.

Фото: Роскосмос

Ионные двигатели используются для управления спутниками и их ориентацией. Двигатели создают тягу, которая помогает аппаратам занимать необходимое положение на орбите, и важную роль в этом играют электроды. Основная проблема заключалась в том, что электроды в ионных двигателях склонны к повреждениям из-за вибраций во время полета, это, в свою очередь, приводит к выходу двигателя из строя.

Разработанная в ПНИПУ модель обеспечивает комплексный двухступенчатый подход. Сначала она моделирует повреждения на микроуровне, рассчитывая вероятность и объем этих повреждений. Затем модель учитывает эти микроповреждения на макроуровне, пересчитывая упругие свойства материала электрода и анализируя, как это влияет на его деформацию под нагрузкой.

В результате компьютерная модель показала: чтобы точно предсказать, как поведет себя электрод двигателя, нужно учитывать мельчайшие повреждения его материала. Новая модель, учитывающая микроскопические дефекты, сделала расчеты точнее.