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Modelling of Cryopumps for Space Electric Propulsion Usage

Neumann, Andreas und Brchnelova, Michaela (2024) Modelling of Cryopumps for Space Electric Propulsion Usage. Aerospace, 11 (3), Seiten 1-26. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/aerospace11030177. ISSN 2226-4310.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/11/3/177

Kurzfassung

Electric space propulsion is a technology that is used in a continuously increasing number of spacecrafts. The qualification of these propulsion systems has to run in ground-based test facilities which requires long testing times and powerful pumping systems. In these usually large test facilities, high pumping speeds are achieved with cryopumps. Cryopump operation is very expensive with respect to electrical energy and cooling water consumption. Therefore, being able to optimize pump shape, cold plate material, and pump placement in a chamber is beneficial. Pump design and tuned operating strategies can reduce costs and increase intervals between regeneration. Testing different pump configuration setups in a large facility is mostly prohibitive due to high costs and long testing times. Optimization via modelling is a better choice for design and also, later, for operation. Therefore, having a numerical model and proven guidelines at hand for optimization is very helpful. This paper describes a new model developed at DLR for the optimization of cryopump layout and operation. Model results are compared with cryopump operational and warm-up data. This validation is the basis for further optimization actions like multi-layer insulation layouts and pump cold plate upgrades, and helps in understanding and mitigating the detrimental effect of water condensates on the cryopump cold plates.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201801/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modelling of Cryopumps for Space Electric Propulsion Usage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Neumann, Andreasa.neumann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6049-8969NICHT SPEZIFIZIERT
Brchnelova, MichaelaKU LeuvenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Februar 2024
Erschienen in:Aerospace
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.3390/aerospace11030177
Seitenbereich:Seiten 1-26
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTMDPI AerospaceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:MDPI Aerospace
ISSN:2226-4310
Status:veröffentlicht
Stichwörter:electric space propulsion; cryopumps; pumping speed; vacuum chamber
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Neumann, Andreas
Hinterlegt am:27 Feb 2024 13:59
Letzte Änderung:27 Feb 2024 13:59

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