SJ-17卫星LHT-100霍尔电推进系统飞行试验工作性能评价

为了验证霍尔电推进系统的空间环境适应性、与航天器的相互兼容性、空间工作特性及空间飞行性能与地面数据的差异性,LHT-100霍尔电推进系统搭载SJ-17新技术验证卫星开展了在轨飞行试验,对霍尔电推进系统在轨飞行试验结果进行了详细评价。结果表明:在整个飞行试验期间LHT-100霍尔电推进系统各项工作性能参数符合设计指标要求,其中推力79.5m N,比冲1531s,系统功率低于1.527k W,单次长时间工作8h,在轨系统开关机次数大于24次,在轨累计点火时间超过3028min,在轨飞行试验数据与地面试验数据具有很好的一致性。

LHT-100霍尔电推进系统集成测试研究

为了验证LHT-100霍尔电推进系统工作匹配性和工作性能,对霍尔电推进系统进行了集成测试研究,霍尔电推进系统包括霍尔推力器、电源处理单元、滤波单元、贮供单元和控制单元,对真空状态下的系统集成点火测试数据与设计指标的符合性进行了分析,研究表明:LHT-100霍尔电推进系统工作兼容性良好,系统集成拉偏后及系统宽功率范围工作正常稳定,各项性能指标满足要求,系统压力控制精度、阳极热节流器及阴极热节流器温度控制精度分别为±1.7%、±1.6%及±1.5%,系统推力83m N,比冲1600s,功率1536W,总效率48.2%,束流发散半角36.2°。

LHT-100霍尔电推进系统鉴定试验研究

为了验证LHT-100霍尔电推进系统工作性能和空间环境适应性,对霍尔电推进系统进行了鉴定试验研究,霍尔电推进系统包括霍尔推力器、电源处理单元、滤波单元、贮供单元和控制单元,鉴定项目包括霍尔电推进系统各单机力学、热真空、热循环、EMC等,对相关试验数据与设计指标的符合性进行了分析,研究表明:LHT-100霍尔电推进系统空间环境适应性及与航天器的兼容性良好。

基于核电的大功率霍尔电推进系统设计及分析

本文基于空间核电源开展大功率电推进系统方案设计。大功率霍尔电推进具有结构简单、推功比高、可靠性高等综合优势,成为核电推进首选技术。以大型火星探测任务为背景,开展1 MW霍尔电推进系统设计。电推进系统采用5台200 kW电推力器组成推力器簇的方案,系统干重约2.7 t,用于完成从低地球轨道(LEO)到火星轨道的轨道转移任务,预估推进剂消耗量3.89 t,远低于化学推进推进剂消耗量。

霍尔电推进长寿命试验台测控系统研制

针对霍尔电推进长寿命试验台的测控需求,提出并详细论述了IPC+DAQ 2205+PCI 1721的测控系统硬件和Delphi 7+SQL的测控系统软件。采用基于PCI总线的高性能数据采集卡DAQ 2205和模拟控制量输出卡PCI 1721完成测控系统的数据采集和模拟控制量的输出控制。采用多线程的程序设计架构实现测控系统多任务和快速响应的需求。测控系统实际运行测试表明其测控精度、响应速度、可靠性和人机交互友好性等方面都能很好地满足霍尔推力器长寿命试验的具体要求。

“天和”核心舱霍尔电推进子系统设计

中国空间站拟在轨工作15年,轨道大气阻尼的持续作用会导致航天器轨道不断衰减,以"国际空间站"为例,如果不加以干涉,那么它每年的轨道高度将降低24km。为了保持高度不变,"国际空间站"每年消耗的燃料高达4t,而如果采用霍尔电推进,要达到同样的轨道提升效果,消耗的推进剂大约为800kg。根据航天发射成本测算,运送单位质量物品入轨的费用约与同等质量的黄金价格相同,由此可见,大气阻尼补偿由化学推进改为电推进会带来巨大的经济效益。

超大型航天器应用电推进系统方案设计

超大型航天器运行在(393±10)公里的近地轨道上,由于受到大气阻尼的减速作用,需要对超大型航天器实施轨道维持。LHT-100霍尔电推进系统是一种可用于超大型航天器轨道维持的高比冲小推力的电推进装置,采用电推进系统,超大型航天器年推进剂需求量可以降低到400kg以下,并需要对载有航天员的超大型航天器的安全性和可靠性进行评估。本文提出了超大型航天器轨道维持霍尔电推进系统方案设计,对霍尔推力器和贮气单元气瓶组件在轨可置换性进行了分析,最后对其可靠性和安全性进行了设计与分析,为我国超大型航天器采用LHT-100霍尔电推进系统进行轨道维持开展系统产品研制奠定了坚实的基础。

地月单次任务货运飞船电推进系统设计

以地月货运单次任务为背景展开了大功率霍尔电推进系统方案设计。霍尔电推进系统具有推力小、比冲高、结构简单、可靠性高的优点,相比传统的化学推进可节省大量的推进剂,能够大幅度降低发射质量并把更多的有效载荷送达目的地。在充分调研国内外大功率推力器的研究现状和大功率电推进系统设计方案的情况下,针对低地球轨道到月球轨道的轨道转移任务需求,给出了大功率霍尔电推进系统方案设计,为人类更广泛的深空探索提供了基础。

日新月异的空间电推进系统技术

近日,中国航天科技集团五院502所成功研制出我国首个磁聚焦霍尔推力器。它采用新一代霍尔推力器技术,代表着国际上目前的主流发展方向,较国外同类产品,在比冲、效率等方面性能指标可提升20%以上,实现了等离子体束的磁场聚焦控制和等离子体束聚焦的电离加速耦合控制等关键技术,并成功完成1.5千瓦磁聚焦霍尔推力器的飞行件研制,可广泛应用于我国新一代全电推进通信卫星平台。

美国AEHF军事通信卫星推进系统及其在首发星上的应用

美国先进极高频(AEHF)项目将采用4颗运行于地球同步轨道(GEO)的AEHF军事通信卫星。AEHF卫星的推进系统由远地点发动机、姿态控制发动机组和双模式霍尔电推进子系统组成。首发星AEHF-1是世界上首个采用霍尔电推进系统执行发射后轨道提升任务的GEO卫星。AEHF-1卫星星箭分离后,远地点发动机未能正常工作,因此只能采用其余两套推进子系统执行轨道提升任务,并提前启用霍尔电推进子系统,以确保卫星寿命。对AEHF项目、AEHF卫星及其推进系统,以及星箭分离后AEHF-1卫星推进系统的应用情况进行论述,为我国GEO卫星采用双模式霍尔电推进系统执行轨道提升和在轨位置保持任务提供参考。

兰州空间技术物理研究所电推进新进展

兰州空间技术物理研究所是我国电推进技术研究和产品研制的主要单位。2014年兰州空间技术物理研究所在电推进发展中取得了多方面的重要进展,分别从空间飞行试验、型号产品研制、新产品开发、专业技术基础研究等方面进行了总结性的系统介绍。空间飞行试验包括了SJ-9A卫星离子电推进系统和XY-2卫星霍尔电推进系统,型号产品研制包括了DFH-3B平台首发卫星LIPS-200离子电推进系统、DFH-5卫星平台和全电推进卫星平台的LIPS-300离子电推进系统及LEO大型航天器主动电位控制系统,正在研发的新产品包括LIPS-200+,LIPS-100和LIPS-400等离子推力器及LHT-140霍尔推力器,电推进专业技术基础研究工作主要包括栅极组件工作寿命分析及概率性评估、放电室性能分析及优化以及基于等离子体能量沉积的推力器热分析等。

超低、电推进:太空竞争靠强技

2023年7月22日,谷神星一号遥六运载火箭从酒泉卫星发射中心腾空而起,成功将乾坤一号超低轨道技术试验卫星和泰安号(星时代-16)卫星送入预定轨道。由于乾坤一号采用了宽范围霍尔电推进系统,以及未来将到达200千米以下的极低轨道飞行,所以受到了各方面的广泛关注。

BPT-4000霍尔推力器功率处理单元

BPT-4000是世界上迄今为止在空间应用中功率最大的霍尔推力器,其配套的功率处理单元输出功率可达4.5 kW。详细介绍了BPT-4000功率处理单元的性能参数,内部各电源模块的设计状况。BPT-4000功率处理单元测试结果表明,其各项电性能指标均优于设计要求。

微型氙气供给模块性能研究及在轨应用

传统氙气供给系统由于系统复杂、重量体积大、价格昂贵、生产周期长等劣势,已无法适应低轨互联网卫星星座对低功率霍尔电推进系统的轻质化、低成本及快速研制的发展要求。本文提出一种基于复杂流体通道先进成型和微型化流体控制部件相结合的Bang-Bang控制型微型氙气供给模块,对其结构组成和工作原理进行了介绍。基于Matlab与AMESim联合仿真方式搭建了其系统动态仿真模型,并采用Peng-Robinson方程考虑了氙气的超临界特性,对其Bang-Bang压力控制特性进行仿真研究。对微型氙气供给模块与600W霍尔推力器的在轨数据进行了分析,产品在轨工作稳定,在轨数据与仿真结果相吻合。

追寻深空探索的动力之源

于达仁Yu Daren哈尔滨工业大学能源科学与工程学院教授从美国＂旅行者1号＂飞船进入星际空间,到中国＂嫦娥四号＂计划世界首次月球背面着陆巡视探测……人类放眼＂星辰大海＂的步伐已经越来越快。航天发展,动力先行。推进系统一直承载着人类进入太空、探索宇宙的梦想,被称为人类空间技术事业发展的基石。

维珍空射小运载获意小卫星发射合同

意大利小卫星制造商Sitael公司已同维珍轨道签署了一颗技术验证卫星的发射合同。这颗卫星名为“微型霍尔效应推力器卫星”（μHETsat），将在明年年中由运载器一号空射型小运载发射，用于试验Sitael同欧空局和意大利航天局合作研制的一种新型电推进系统。μHETsat是首颗上天的全电微型卫星。