多模式离子推力器流率特性实验研究

为了使多模式离子推力器在宽功率范围内性能和可靠性最优,基于30cm多模式离子推力器,通过实验开展了阴极和中和器羽状模式转变点流率、放电电压30V对应阴极流率和放电损耗曲线与束电流关系研究。30cm多模式离子推力器束电流从0.3A增加到3.3A时,阴极羽状模式转变点流率值从0.017mg/s增加到0.163mg/s,放电电压30V对应阴极流率从0.129mg/s增加到0.231mg/s,中和器羽状模式转变点流率从0.030mg/s增加到0.191mg/s。随放电室工质利用率的增加,当束电流<1.5A时,放电损耗迅速增加;然而当束电流>1.5A时,放电损耗对放电室工质利用率的变化较为迟钝。基于上述流率特性实验结果,完成了30cm多模式离子推力器在0.3~5kW宽功率内35个工作点最佳流率设计和评价。在设计的工作流率下,放电电压均<30V,阴极和中和器均工作在点状模式,实测推力为9.6~185.2mN,比冲为1332~3568s,功率为258~4761W。