离子推力器三栅极组件热形变仿真分析及试验研究

栅极组件是离子推力器束流引出、加速和聚焦的核心部件。推力器工作过程中栅极组件的热形变是影响离子推力器工作性能和寿命的关键因素之一。通过建立栅极组件的结构等效模型,模拟了栅极组件的温度分布,运用有限元软件绘制出同一时刻栅极组件表面不同位置沿着径向坐标热形变位移曲线,分别计算出栅极组件中心点处屏栅-加速栅、加速-减速栅极间距在启动过程中随时间的变化量,用非接触光学测量方法对仿真模型进行了验证。试验结果与仿真结果有很好的一致性,在一定程度反映了栅极组件热态栅间距与冷态栅间距的关系,有助于对栅极溅射腐蚀、栅极形变和非预期性击穿等问题的研究。