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適合于校正衛(wèi)星的位置。

雖然相對于傳統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)，離子推進(jìn)器只產(chǎn)生相對較低的推力，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)特點(diǎn)是，離子推進(jìn)器只在太空或在真空中工作。

因此，在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)。這種系統(tǒng)必須能夠推進(jìn)器在大推力下工作時(shí)，都能持續(xù)模擬太空中的環(huán)境。

這造就了對真空系統(tǒng)的大體積要求：

1. 試驗(yàn)艙必須大到足夠容納推進(jìn)器。

2. 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。

3. 需要抽速約2900 l / s（對于氮?dú)猓┖透邏嚎s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的終壓力。

4. 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，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。真空室裝配有法蘭，為客戶提供了連接附加組件的選擇。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，以可以獲得所需的真空、抽速和清潔度。由于性高，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)。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數(shù)據(jù)。

方案優(yōu)勢：

• 定制的真空解決方案

• 基于控制器，具有一系列模擬模式

• 干泵系統(tǒng)，大清潔度

• 高抽速在短時(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)場對整體系統(tǒng)的調(diào)試

圖4：前級(jí)真空泵組

圖5: HiPace MC 渦輪分子泵