LHT-100霍尔推力器宽功率范围工作实验研究

为了研究兰州空间技术物理研究所口径为100mm的LHT-100霍尔推力器宽功率范围工作性能,从实验的角度研究了放电电压100~400V、放电功率500~1800W时LHT-100霍尔推力器的工作性能。实验结果表明,LHT-100霍尔推力器可以在较宽功率范围内正常工作,放电特性和推力性能稳定,推力变化范围为30~95mN,比冲变化范围为600~1950s,推力效率变化范围为18%~53%,功率推力比变化范围为14.3~18.4W/mN。

LHT-100霍尔推力器滤波设计与放电震荡关系研究

为了对LHT-100霍尔推力器放电震荡进行抑制,研制了与推力器相匹配的放电震荡抑制装置。结合国内外霍尔推力器放电震荡研制背景,通过仿真分析和集成试验两种手段,对LHT-100霍尔推力器放电震荡情况进行了研究。根据试验结果表明滤波参与下放电回路震荡得到了有效抑制,为电推进系统稳定工作提供了可靠保障。

LHT-100自励磁霍尔推力器热特性测试和热真空实验研究

为了验证LHT-100自励磁霍尔推力器工作状态的热特性和空间环境适应性,对霍尔推力器进行了工作状态热特性测试和热真空实验研究,给出了LHT-100霍尔推力器在工作状态下关键部位的温度升高和自然降温规律,分析了自励磁霍尔推力器在常温下启动达到热平衡过程中的推力、比冲、放电损耗等随时间的变化规律,并在带过渡板情况下开展了霍尔推力器的热真空环境实验。实验结果表明:LHT-100自励磁霍尔推力器在工作近3.5h内达到热平衡,关机5h后霍尔推力器整体温度自然降至室温,在常温下启动达到热平衡过程中霍尔推力器的放电电流、推力、比冲、放电损耗等指标在正常范围内,霍尔推力器在热真空环境中启动和工作正常,霍尔推力器零部件及其材料对高低温变化环境的稳定性和适应性较好,能够适应高低温变化的环境影响。

卫星敏感区域霍尔推力器束流沉积污染模型

安装在卫星上的霍尔推力器工作时喷出的高速束流会对卫星太阳电池阵列产生溅射,卫星太阳电池阵列溅射产物返回至卫星敏感区对敏感设备产生沉积污染。本文建立了兰州空间技术物理研究所LHT-100霍尔推力器的束流模型,应用LHT-100霍尔推力器束流模型计算了霍尔推力器的束流分布和束流发散半角。并结合该束流模型建立了卫星敏感区沉积模型,计算了安装在卫星上的LHT-100霍尔推力器束流在卫星敏感区域的沉积率,对敏感器在卫星上的安装布局提供重要的理论指导,同时也为LHT-100霍尔推力器在卫星上的安装倾角提供理论依据。

变工况下自励磁模式LHT-60霍尔推力器放电特性试验研究

针对低轨互联网星座轨道维持、寿命末期轨道提升任务需求,兰州空间技术物理研究所研制了口径为60 mm的LHT-60霍尔推力器。研究了LHT-60霍尔推力器变工况下的放电特性,进行了自励磁模式下,放电电压200~350 V、质量流量1.1~2.0 mg/s工况的推力器工作特性试验。结果表明,推力器在各工况点均可稳定工作,工作参数为:推力8.3~35.1 mN、阳极比冲759~1787 s、阳极效率14.5%~46.4%、功率183~684 W、推功比36.5~56.5 mN/kW、电流利用效率64.2%~76.1%、质量利用率62.2%~81.1%、束流发散角58.2°~61.4°。离子电流密度沿推力器轴向逐渐减小,沿径向双极扩散。研究结果可为低轨互联网星座用霍尔推力器性能优化提供数据支持。

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。

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。