• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.550-552
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• 2008

A small hall thruster with a thrust of about 10 mN and a specific impulse of about 1500 s is being developed with an intent to control or maintain the orbits of small satellites. The total mass, consumed electric power and efficiency of the thruster are approximately 10 kg, 300W and 30%, respectively. The thruster system consists of a hall thruster with a cylindrical cross section, a power processing unit and a Xenon(Xe) gas feed system. Laboratory examination of the thruster performance finds that the thruster meets the design specification.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.490-495
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• 2009

소형 인공위성의 궤도천이 및 보정을 위하여 추력이 약 10 mN이고 비추력이 1500 s인 홀 방식 전기추력기를 설계하였다. 개발된 추력기는 홀 방식의 추력부, 전력공급부 및 연료 공급부로 구성되어 있고, 무게, 소모전력 및 효율은 각각 10 kg, 300 W 및 30%정도이다. 개발된 추력기 시스템에 대한 간략한 소개를 홀 방식의 추력기를 선택하게 된 배경해석과 함께 기술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.574-578
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• 2008

In order to achieve thrust vector control and discharge stabilization in Hall thrusters, the azimuthal nonuniformity of propellant flow rate in an acceleration channel was created. A plenum chamber was divided into two rooms by two walls and propellant flow rate supplied to each section was independently controlled. In a magnetic layer type Hall thruster, steering angle of up to ${\pm}2.3$ degree was achieved. In an anode layer type Hall thruster, discharge current oscillation amplitude was decreased with the normalized differential mass flow rate.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.262-270
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• 2004

Basic experiments were carried out using the THT-IV low-power Hall thruster to examine the influences of magnetic field shape and strength, and acceleration channel length on thruster performance and to establish guidelines for design of high-performance Hall thrusters. Thrusts were measured with varying magnetic field and channel structure. Exhaust plasma diagnostic measurement was also made to evaluate plume divergent angles and voltage utilization efficiencies. Ion current spatial profiles were measured with a Faraday cup, and ion energy distribution functions were estimated from data with a retarding potential analyzer. The thruster was stably operated with a highest performance under an optimum acceleration channel length of 20 mm and an optimum magnetic field with a maximum strength of about 150 Gauss near the channel exit and with some shape considering ion acceleration directions. Accordingly, an optimum magnetic field and channel structure is considered to exist under an operational condition, related to inner physical phenomena of plasma production, ion acceleration and exhaust plasma feature. A new Hall thruster was designed with basic research data of the THT-IV thruster. With the thruster with many considerations, long stable operations were achieved. In all experiments at 200-400 V with 1.5-3 mg/s, the thrust and the specific impulse ranged from 15 to 70 mN and from 1100 to 2300 see, respectively, in a low electric power range of 300~1300 W. The thrust efficiency reached 55 %. Hence, a large map of the thruster performance was successfully made. The thermal characteristics were also examined with data of both measured and calculated temperatures in the thruster body. Thermally safe conditions were achieved with all input powers.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1133-1140
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• 2011

기존의 홀추력기 개념 설계는 비용이 많이 소요되며 과거의 데이터에 기반한 실험적 방법에 근거하고 있다. 본 연구에서는 이러한 홀추력기의 설계 과정을 향상시키기 위해 최근 제안된 수치적 방법에 근거하여 설계 목적에 적합한 설계 공간을 설정하고 이에 대한 설계 공간 탐색을 수행하였다. 설계 공간 탐색의 결과를 통해 기본적으로 주어진 설계 공간에 대한 성능 범위를 결정하였으며 성능간의 관계를 분석하였다. 세부적인 결과 분석을 통해 홀추력기의 주요한 설계 변수로는 양극에서의 질량유량과 방전전압임을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.611-620
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• 2020

이차원 축대칭 하이브리드 모델을 이용하여 홀 추력기의 플라즈마 방전 전압이 전자 평균 에너지, 전위, 이온화율 그리고 중성종 및 이온의 밀도에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 개발된 코드의 검증을 위하여 홀 추력기 SPT-100ML의 방전 전압의 변화에 따른 방전 전류와 추력 및 플라즈마 분포 결과를, 타 연구자들의 실험과 계산 결과와 비교하였다. 결과는 방전 전압이 증가할수록 전자 평균 에너지, 이온화율, 이온의 밀도가 증가하는 반면에 중성종의 밀도가 감소함을 나타내었다. 방전 전압과 추력, 방전 전류는 서로 비례하는 관계를 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.496-501
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• 2009

소형 인공위성에 적합한 300 W 급 원통형 홀 추력기의 추력부를 개발하였다. 추력부채널 내부에서의 자기장 분포는 추력 성능을 좌우하는 주요한 변수이다. 자기장 구조가 다른 두 종류의 추력부를 설계하고 제작하여 추력 및 효율에 대한 비교 측정 시험을 수행하였다. 또한 내구성 시험을 수행하여 추력부의 안정된 작동 시간과 작동 후 발생하는 문제점에 대한 결과를 얻었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권3호
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• pp.320-334
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• 2014

Over the last two decades, numerous experimental and numerical efforts have examined physical phenomena in plasma discharge devices. The physical mechanisms that govern the anomalous electron diffusion from the cathode to the anode in the Hall Effect Thruster (HET) are not fully understood. This work used 1-D numerical method to improve our understanding and gain insight into the effect of the anomalous electron diffusion in the HET. To this end, numerical solutions are compared with various experimental HET performance measurements and the effects of anomalous electron diffusion are analyzed. The relationships between the anomalous electron diffusion and important parameters of the HET are also studied quantitatively. The work identifies the cathode mass flow rate fraction, radial magnetic field distribution, and discharge voltage as significant factors that affect anomalous electron diffusion. Additionally, the study demonstrates a computational process to determine the radial magnetic field distribution required to achieve specific thruster performance goals.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.377-386
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• 2015

본 논문에서는 국내에서 개발된 인공위성 중 최초로 홀 추력기(Hall-effect Thruster)를 탑재한 두바이셋-2(DubiaSat-2)호의 궤도를 분석하여 홀 추력기의 성능을 검증하였다. 두바이셋-2호가 발사된 2013년 11월 21일(UTC) 이후 8개월간의 초기 궤도 운용을 위한 준비 및 수행 결과들에 대해 중점을 두었으며, 임무 수행 기간 중 태양활동이 궤도 변화에 미치는 영향력을 함께 분석하였다. 특히, 증가한 추력에 따른 실제 궤도 변화와 예측된 궤도를 비교하여 분석한 결과 홀 추력기는 지상 실험 결과와 유사한 11 mN 추력을 발생하고 있는 것을 확인하였다. 본 논문에서 정리된 내용은 추후 홀 추력기를 탑재한 인공위성의 초기 및 정상 임무기간 동안 궤도 운용 시 안정성과 효율성을 높이는데 주요 참고자료가 될 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.298-302
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• 2009

홀 추력기는 전기추력기의 한 종류로 비교적 간단한 구조와 높은 추력밀도 및 비추력으로 소형위성에 적합하다고 판단되어 주목받고 있으며, 이에 국내에서도 과학기술위성 3호의 핵심기술로 선정되어 자체 개발 중에 있다. 여러 요구조건 분석을 통해 입력전력 300 W, 추력 10 mN, 추력효율 35% 및 비추력 1000 s이 개발목표로 설정되었으며, 이를 만족하는 추력기의 개발을 위해 다양한 구조의 프로토타입 제작 및 실험을 수행하였다. 그 결과 현재까지 약 290 W 입력전력과 0.97 mg/s의 제논 연료유량에서 11 mN의 추력을 37%의 추력효율로 얻는 만족할만한 결과를 얻었다.