Квантово-механическая модель ионного двигателя малого космического аппарата
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-68-76
EDN: SGOLER
Аннотация
В статье представлена квантово-механическая модель ионного двигателя. Рассмотрены основные уравнения, описывающие форму ускоренного пучка. Приведены пластины-детекторы, демонстрирующие интерференционную картину в тонких пленках. Дано математическое описание рельефа тонких плёнок с помощью полученной волновой функции. Продемонстрирована работа ионного двигателя малой мощности. Показаны результаты численного решения модели с различными начальными значениями. По результатам вычислений построены диаграммы траекторий заряженных частиц.
Об авторах
В. В. Федянин
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Федянин Виктор Викторович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрическая техника». SPIN-код: 1728-1697. AuthorID (SCOPUS): 57194235343. ResearcherID: O-9899-2015.
644050, Омск, пр. Мира, 11
В. В. Шалай
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Шалай Виктор Владимирович - доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» ОмГТУ, SPIN-код: 2322-6820. AuthorID (РИНЦ): 9913. AuthorID (SCOPUS): 35792469000. AuthorID (SCOPUS): 56755298300. AuthorID (SCOPUS): 57190972363. ResearcherID: P-8233-2015.
644050, Омск, пр. Мира, 11
В. К. Федоров
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Федоров Владимир Кузьмич - доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ, SPIN-код: 2389-6978. AuthorID (РИНЦ): 512746. AuthorID (SCOPUS): 57194237212.
644050, Омск, пр. Мира, 11
Список литературы
1. Chernyshev T., Son E., Gorshkov O. Kinetic simulation of Hall Effect Thruster, including azimuthal waves and diamagnetic effect // Journal of Physics D: Applied Physics. 2019. Vol. 52, no. 44. P. 444002. DOI: 10.1088/1361-6463/ab35cb.
2. Kawamura E., Birdsall C. K., Vahedi V. Physical and numerical methods of speeding up particle codes and paralleling as applied to RF discharges // Plasma Sources Science and Technology. 2000. Vol. 9, no. 3. P. 413–428. DOI: 10.1088/09630252/9/3/319.
3. Li H., Yuan X., Yang J. [et al.]. Numerical and theoretical modeling of the sheath upstream of ion optics: sheath structure transition and its effect on the beam divergence // Plasma Sources Science and Technology. 2021. Vol. 30, no. 7. P. 075019. DOI: 10.1088/1361-6595/abfbec.
4. Никифоров Н. Н. Моделирование процессов ускорения протонов при облучении AU-мишени фемтосекундным лазерным импульсом // СНК-2022: материалы LXXII Открытой междунар. студ. науч. конф. Московского Политеха. Москва, 04–22 апреля 2022 г. Москва, 2022. С. 249–256. EDN: KGMFPA.
5. Чижонков Е. В. О погрешностях в PIC-методе при моделировании ленгмюровских колебаний // Вычислительные методы и программирование. 2024. Т. 25, № 1. С. 47–63. DOI: 10.26089/NumMet.v25r105.
6. Бастыкова Н. Х., Коданова С. К., Рамазанов Т. С. [и др.]. Моделирование основных свойств комплексной плазмы высокочастотного разряда // Журнал проблем эволюции открытых систем. 2016. Т. 18, № 2. С. 14–22.
7. Иванов В. А., Сахаров А. С. Микроплазменные разряды на металлах: эксперимент, теория, приложения // Физика низкотемпературной плазмы. ФНТП-2014: Всерос. конф.: сб. материалов. В 2 т. Казань: Изд-во КНИТУ, 2014. Т. 2. С. 14–18. ISBN 978-5-7882-1580-8.
8. Taccogna F. Monte Carlo Collision method for low temperature plasma simulation // Journal of Plasma Physics. 2015. Vol. 81, no. 1. P. 1–14. DOI: 10.1017/S0022377814000567.
9. Liu W., Cai G., Jinrui Z. [et al.]. Numerical investigation of plasma behavior in a micro DC ion thruster using the particlein-cell/Monte Carlo collision (PIC/MCC) method // Journal of Physics D: Applied Physics. 2021. Vol. 54, no. 44. P. 445202. DOI: 10.1088/1361-6463/ac1a0c.
10. Kusoglu Sarikaya C., Rafatov I., Kudryavtsev A. A. Particle in cell/Monte Carlo collision analysis of the problem of identification of impurities in the gas by the plasma electron spectroscopy method // Physics of Plasmas. 2016. Vol. 23, no. 6. P. 063524. DOI: 10.1063/1.4954917.
11. Bohm D. A suggested interpretation of the quantum theory in terms of «Hidden» Variables. I // Physical Review. 1952. Vol. 85, no. 2. P. 166–179. DOI: 10.1103/PhysRev.85.166.
12. Philippidis C., Dewdney C., Hiley B. J. Quantum interference and the quantum potential // II Nuovo Cimento B. 1979. Vol. 52, no. 1. P. 15–28. DOI: 10.1007/BF02743566.
13. Kiran M., Moncy V. J. Interfering Quantum Trajectories Without Which-Way Information // Foundations of Physics. 2017. Vol. 47. P. 873–886. DOI: 10.1007/s10701-017-0088-1.
14. Bohm D. A suggested interpretation of the quantum theory in terms of «Hidden» Variables. II // Physical Review. 1952. Vol. 85, no. 2. P. 180–193. DOI: 10.1103/PhysRev.85.180.
15. Guay E., Marchildon L. Wave functions and Bohmian trajectories in interference phenomena // arXiv. preprint quantph/0407077. 2004. P. 1–23. URL: https://archive.org/details/arxiv-quant-ph0407077/page/n3/mode/2up (дата обращения: 20.03.2024)
16. Kats M. A., Blanchard R., Ramanathan S. [et al.]. Thin-film interference in lossy, ultra-thin layers // Optics and Photonics News. 2014. Vol. 25, no. 1. P. 40–47. DOI: 10.1364/OPN.25.1.000040.
17. Ганжерли Н. М. Влияние интерференции в тонких пленках на оптические характеристики голограмм, зарегистрированных на слоях As-Se // Оптика и спектроскопия. 2023. Т. 131, № 8. С. 1080–1085. DOI: 10.61011/OS.2023.08.56299.4859-23. EDN: VSBOUY.
18. Mathad G., Pathar D. Thin Film Interference–A Study // International Journal of Research and Analytical Reviews (IJRAR). 2020. Vol. 7, no. 3. P. 586–595.
Рецензия
Для цитирования:
Федянин В.В., Шалай В.В., Федоров В.К. Квантово-механическая модель ионного двигателя малого космического аппарата. Омский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение". 2024;8(2):68-76. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-68-76. EDN: SGOLER
For citation:
Fedyanin V.V., Shalay V.V., Fedorov V.K. Quantum-mechanical model of ion thruster for small spacecraft. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2024;8(2):68-76. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-68-76. EDN: SGOLER
Просмотров:
17
JATS XML
Послать статью по эл. почте 