Measuring the thrust of cold gas micro-thrusters, due to the small magnitude of the generated force, is a challenging task, and to obtain satisfying quality of results usually careful adjustments of the setup has to be performed. The work presented in this paper aims at improving the quality of such measurements at the GomSpace Sweden company. The work consists of two parts: In the first part the author focuses on improving current thrust measurements setup implemented in the company, which consists of a vacuum compatible laboratory scale. It was observed that the results obtained from this setup were approximately 25‒35% lower than expected. A test campaign performed within the work found that this was associated mainly with backflow of plume expansion gases. Covering the scale and the tested propulsion unit with a box having openings only for thrusters was proved to be sufficient setup upgrade to mitigate the issue. In the second part of the project an alternative setup utilising a hanging pendulum-based solution with strain measurement-based force sensor is proposed and its design is thoroughly described. Results of initial tests of a 3D printed prototype of this setup are presented, proving its potential to produce results with better quality of output than the laboratory scale. / Att mäta dragkraften från mikrodysor baserade på kallgas är på grund av den låga genererade kraften en utmanande uppgift. För att få tillfredsställande kvalitet på resultatet måste vanligtvis noggranna justeringar av inställningarna utföras. Arbetet som presenteras i denna rapport syftar till att förbättra kvaliteten på sådana mätningar vid GomSpace Sweden AB. Arbetet består av två delar: I den första delen fokuserar författaren på att förbättra den nuvarande uppställningen för mätning av dragkraft vid GomSpace, bestående av en vakuumkompatibel laboratorievåg. Det observerades att resultaten från denna mätupställning var cirka 25‒35% lägre än förväntat. En testkampanj som utfördes inom ramen för detta arbete visade att detta främst var förknippat med ett tillbakaflöde av gaser från den expanderande bränsleplymen. Att täcka över vågen och den testade framdrivningsenheten med en låda med öppningar endast för dysan visade sig vara tillräckligt för att minska problemet. I den andra delen föreslås ett alternativt upplägg baserat på en hängande pendel med en töjningsmätningsbaserad kraftsensor, dess utformming beskrivs utförligt. Resultaten av de första testerna av en 3D-utskriven prototyp av denna uppställning presenteras, vilket visar på dess potential att producera mätningar med bättre kvalitet än laboratorievågen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320858 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Kipiela, Aleksander |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:187 |
Page generated in 0.0022 seconds