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基于挠性梁结构的电推进器推力测量方法研究
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作者 王洛麒 郑金星 +7 位作者 刘海洋 李飞 孟东东 陆玉东 杜宜凡 唐卓尧 吴涛 史佳明 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期91-101,共11页
电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注。但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生... 电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注。但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生高温等离子体羽流,导致传统推力测试方法无法准确测量其推力。推进器推力的准确测量直接关系到航天器姿态以及轨道保持的控制精度,因此必须在地面测试中准确地测量推力。本文设计并搭建了一套基于挠性梁结构的推力测量平台,可以在高温环境下测量电推进器产生的推力。实验结果表明,以可变比冲磁等离子体火箭为例,在中心磁场强度0.2 T、质量流率为20 mg·s-1的工况下,实时测得电推进器推力为266.5 mN,证明了测量平台的可行性,为后续电推进器推力测量实验提供参考。 展开更多
关键词 电推进器 可控核聚变 等离子体 挠性梁 推力测量
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2D hybrid-PIC simulation of the two and three-grid system of ion thruster 被引量:3
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作者 Yanhui JIA Juanjuan CHEN +3 位作者 Ning GUO Xinfeng SUN Chenchen WU Tianping ZHANG 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第10期127-134,共8页
A 2D hybrid-PIC simulation model is proposed to investigate the beam extraction phenomena of the ion thruster. In which the electrons of the plasma sheath upstream the accelerator grid are assumed as particles while t... A 2D hybrid-PIC simulation model is proposed to investigate the beam extraction phenomena of the ion thruster. In which the electrons of the plasma sheath upstream the accelerator grid are assumed as particles while the downstream are fluid for improving the calculation efficiency. The ion transparency, plasma sheath formation, ion beam extraction characteristic of a two- and three-grid system have been compared in detail in this paper. From the comparison of the appearing time of the under-perveance phenomena in the two- and three-grid system, it illustrated that the two grid system has the wider operation range of the plasma densities than the three-grid one. 展开更多
关键词 ion thruster grid system plasma sheath ion beam
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Numerical research of a 2D axial symmetry hybrid model for the radio-frequency ion thruster 被引量:4
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作者 吴辰宸 孙新锋 +1 位作者 顾左 贾艳辉 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第4期138-144,共7页
Since the high efficiency discharge is critical to the radio-frequency ion thruster(RIT), a 2D axial symmetry hybrid model has been developed to study the plasma evolution of RIT. The fluid method and the drift energy... Since the high efficiency discharge is critical to the radio-frequency ion thruster(RIT), a 2D axial symmetry hybrid model has been developed to study the plasma evolution of RIT. The fluid method and the drift energy correction of the electron energy distribution function(EEDF) are applied to the analysis of the RIT discharge. In the meantime, the PIC-MCC method is used to investigate the ion beam current extraction character for the plasma plume region. The beam current simulation results, with the hybrid model, agree well with the experimental results, and the error is lower than 11%, which shows the validity of the model. The further study shows there is an optimal ratio for the radio-frequency(RF) power and the beam current extraction power under the fixed RIT configuration. And the beam extraction efficiency will decrease when the discharge efficiency beyond a certain threshold(about 87 W). As the input parameters of the hybrid model are all the design values, it can be directly used to the optimum design for other kinds of RITs and radio-frequency ion sources. 展开更多
关键词 radio-frequency ion thruster axial symmetry hybrid model beam current extraction COSMOL multiphysics
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电子回旋共振离子推力器研究与应用综述 被引量:1
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作者 杨涓 牟浩 +1 位作者 耿海 吴先明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期68-81,共14页
电子回旋共振离子推力器(ECRIT)以电子的无碰撞加热机制产生等离子体,具有推力范围宽、下限低、可精确控制的特点。本文从原理和工作过程出发,分析了ECRIT对当今空间飞行任务的适用性。围绕这些适用范围,综述了当前原理可行的10cm低推力... 电子回旋共振离子推力器(ECRIT)以电子的无碰撞加热机制产生等离子体,具有推力范围宽、下限低、可精确控制的特点。本文从原理和工作过程出发,分析了ECRIT对当今空间飞行任务的适用性。围绕这些适用范围,综述了当前原理可行的10cm低推力、2cm微推力ECRIT在不同工质驱动下的研究和应用现状,总结了这些推力器性能的重要特征,分析了制约推力器进一步发展的关键问题。结果表明,ECRIT因为独特的原理和物理过程以及成功的飞行实例,被证明适用于当今深空与近地小行星及引力波探测、微小卫星控制以及地球极低轨道飞行器的阻力补偿。 展开更多
关键词 电子回旋共振离子推力器 应用分析 束流引出 PIC模拟 吸气式电推进系统 综述
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射频自偏压效应离子推力器束流特性实验研究 被引量:1
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作者 杨谨远 张思远 +6 位作者 邓海军 李程 冯晨曦 李昊霖 李依潇 陈铮 孙安邦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期92-100,共9页
为了获得不同推力器工况对射频自偏压效应离子推力器的自偏压幅值和束流特性的影响,本文通过地面实验研究了栅极射频功率、线圈放电功率、工质种类对自偏压幅值和羽流区等离子体参数的影响,同时对直流栅极工况和射频栅极工况下的束流特... 为了获得不同推力器工况对射频自偏压效应离子推力器的自偏压幅值和束流特性的影响,本文通过地面实验研究了栅极射频功率、线圈放电功率、工质种类对自偏压幅值和羽流区等离子体参数的影响,同时对直流栅极工况和射频栅极工况下的束流特性进行了对比。研究结果表明:栅极射频功率的增大会提高自偏压幅值并提升束流强度,但在较高栅极射频功率下,栅极下游区域将发生自持放电并形成等离子体;放电腔内放电模式转换会通过改变等离子体阻抗的方式大幅影响栅极直流自偏压幅值和栅极电压的射频分量,进而影响羽流区等离子体参数;与直流栅极工况相比,射频栅极能同时引出并加速离子和电子,并在栅极下游实现自中和,且在Ar,Kr,Xe三种工质下均具有自中和能力。 展开更多
关键词 自中和 射频自偏压效应 离子推力器 束流特性 实验研究
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离子推力器推力密度特性 被引量:2
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作者 龙建飞 张天平 +3 位作者 杨威 孙明明 贾艳辉 刘明正 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期82-90,共9页
离子推力器推力密度分布对航天器轨道维持和修正具有重要影响.采用粒子模拟-蒙特卡罗碰撞方法模拟束流等离子体输运过程,分析束流多组分粒子喷出数量和速度等微观参数,并计算得到单孔束流推力,结合放电室出口等离子体密度分布,进一步对... 离子推力器推力密度分布对航天器轨道维持和修正具有重要影响.采用粒子模拟-蒙特卡罗碰撞方法模拟束流等离子体输运过程,分析束流多组分粒子喷出数量和速度等微观参数,并计算得到单孔束流推力,结合放电室出口等离子体密度分布,进一步对推力密度分布特性分析,最后开展实验验证.研究结果显示:束流中单价离子、双荷离子以及交换电荷离子的推力贡献比分别为84.63%,15.35%和1.82%,可见推力主要来源于束流中的单价离子和双荷离子,交换电荷离子对推力贡献很小;推力密度分布具有较好的中心轴对称性,从推力器中心沿着径向先快速下降后趋于缓慢;与实验结果对比,经验模型相对误差约为4.1%,数值模型相对误差约为2.8%,相比经验模型,数值模型具有更好的准确性.研究结果可为离子推力器推力密度分布均匀性等优化提供参考. 展开更多
关键词 离子推力器 束流 推力密度 数值模拟
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20cm氙离子推力器放电室性能优化 被引量:19
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作者 陈娟娟 张天平 +1 位作者 贾艳辉 李小平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2469-2473,共5页
束流离子生产成本和推进剂利用率是表征离子推力器放电室性能的重要参数。在考虑不改变放电室几何结构、磁场分布并保持离子推力器比冲和效率的前提下,利用一维经验分析模型对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200离子推力器放电室性... 束流离子生产成本和推进剂利用率是表征离子推力器放电室性能的重要参数。在考虑不改变放电室几何结构、磁场分布并保持离子推力器比冲和效率的前提下,利用一维经验分析模型对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200离子推力器放电室性能进行了优化分析,以实现推力器的推力从40mN提高到60mN的目标要求。分析结果表明,提高放电室推进剂流率至2.06mg/s,放电室内放电电流维持在6.9A,放电室内平均氙离子密度达到2.167×1017 m-3时,可以保证引出1.2A的束流,推力器达到60mN的推力。与之对应的推进剂利用率为92%,束流离子生产成本约为188.515 W/A,相比推力40mN时,推进剂利用率为88%、束流离子生产成本为188.29W/A的情况,放电室性能有所提高。另外,放电室性能优化过程中其鞘层电位始终保持在3.80~6.65eV范围内。 展开更多
关键词 离子推力器 放电室 束流离子生产成本 推进剂利用率
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单链表在离子发动机光学系统粒子模拟中的应用 被引量:7
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作者 刘畅 汤海滨 +1 位作者 顾佐 江豪城 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1193-1198,共6页
目前离子发动机光学系统数值模拟大多采用PIC方法,由于该方法需要跟踪单个粒子的运动,因此需要存储每个粒子的位置信息与运动信息。传统的粒子模拟程序中,保存粒子信息大多采用数组的方式,但是采用这种方式存在弊端,例如对粒子总数变化... 目前离子发动机光学系统数值模拟大多采用PIC方法,由于该方法需要跟踪单个粒子的运动,因此需要存储每个粒子的位置信息与运动信息。传统的粒子模拟程序中,保存粒子信息大多采用数组的方式,但是采用这种方式存在弊端,例如对粒子总数变化的自适应不好。基于此开发了一种使用链式存储结构的粒子模拟程序,该程序使用带头节点的单向链表存储粒子信息。使用基于链式存储结构的PIC方法对离子发动机光学系统进行了粒子模拟,验证了链式粒子信息存储方法在粒子模拟中的可用性。模拟表明:(1)在粒子模拟中采用链式存储结构存储粒子信息,无需预先指定最大粒子总数,程序可自适应粒子总数的变化,因此无需进行试算,节省了计算时间;(2)在粒子模拟中采用链式存储结构,由于不存在内存资源的浪费,因而可显著提高程序的存储效率与计算效率。 展开更多
关键词 单链表 离子发动机 离子束 光学系统 粒子模拟
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卫星敏感区域霍尔推力器束流沉积污染模型 被引量:7
9
作者 田立成 龙建飞 +2 位作者 郭宁 张天平 顾左 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期883-887,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 LHT-100霍尔推力器 束流模型 沉积污染模型
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阴极挡板对30cm氙离子推力器性能影响的研究 被引量:8
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作者 胡竟 江豪成 +2 位作者 王亮 王小永 顾左 《真空与低温》 2015年第2期103-106,共4页
束流分布是表征离子推力器性能的关键技术指标,直接影响到离子推力器的工作稳定性和可靠性。针对引出束流分布不均匀导致30 cm氙离子推力器离子光学系统打火保护的问题,开展了阴极挡板性能试验,研究分析了阴极挡板对离子光学系统引出束... 束流分布是表征离子推力器性能的关键技术指标,直接影响到离子推力器的工作稳定性和可靠性。针对引出束流分布不均匀导致30 cm氙离子推力器离子光学系统打火保护的问题,开展了阴极挡板性能试验,研究分析了阴极挡板对离子光学系统引出束流的影响作用关系,以及设置阴极挡板前后和设置不同规格阴极挡板时推力器放电室性能变化规律。试验表明:设置阴极挡板可有效提高离子光学系统引出束流分布的均匀性,进而改善推力器的连续工作稳定性;同时,设置阴极挡板后,推力器在高功率工作模式下的放电室阳极电压、放电损耗与未设置阴极挡板相比有明显增大,且放电室阳极电压、放电损耗随阴极挡板直径的增大而增大。研究为提高30 cm氙离子推力器工作稳定性提供技术指导。 展开更多
关键词 氙离子推力器 束流分布 阴极挡板 工作稳定性
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改善离子推力器束流均匀性的方法 被引量:10
11
作者 郑茂繁 江豪成 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期762-765,775,共5页
离子推力器的束流分布,直接影响离子推力器离子光学系统(亦称栅极组件)的性能和寿命。通过对离子推力器离子光学系统的改进和放电室磁场的优化,使束流均匀性系数R值达到0.7左右。离子推力器束流分布均匀性的有效提高,有助于改善离子光... 离子推力器的束流分布,直接影响离子推力器离子光学系统(亦称栅极组件)的性能和寿命。通过对离子推力器离子光学系统的改进和放电室磁场的优化,使束流均匀性系数R值达到0.7左右。离子推力器束流分布均匀性的有效提高,有助于改善离子光学系统的受热分布,降低离子光学系统的温度,并能减小其温度差,使离子光学系统的热应力和热变形降低,进而延长离子推力器的寿命。 展开更多
关键词 电推进 离子推力器 束流 离子光学系统 方法
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氙气离子推力器束流等离子体特征参数的Langmuir单探针诊断 被引量:8
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作者 张尊 汤海滨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1602-1608,共7页
离子推力器和航天器的成功整合,需要对羽流-航天器之间可能的相互作用进行全面的评估。为了给二者的整合提供实验依据,设计使用了Langmuir单探针测试系统,对氙气离子推力器束流等离子体参数的空间分布进行了诊断研究。实验中使用栅极表... 离子推力器和航天器的成功整合,需要对羽流-航天器之间可能的相互作用进行全面的评估。为了给二者的整合提供实验依据,设计使用了Langmuir单探针测试系统,对氙气离子推力器束流等离子体参数的空间分布进行了诊断研究。实验中使用栅极表面向外凸出的双栅极Kaufman型离子推力器,真空舱的背景压强为3mPa。与传统静态等离子体不同的是:离子推力器束流等离子体具有很大的定向速度,致使探针电流大幅增加,所以传统静态等离子体条件下的I-V(电流-电位)曲线的解释需要重新考虑并进行适当修正。为了尽量减少定向流对离子饱和电流的影响,实验中选择将Langmuir探针与推力器轴线平行放置。实验结果表明:离子推力器的束流等离子体的悬浮电位、空间电位、离子浓度的变化趋势相似,不同径向位置处的各参数都随着轴向距离的增加而减小。分布图中存在一些参数值较低的特殊点,是因为这些测点并没有位于等离子体束流区域内。通过这些特殊点的轴向和径向坐标,可估计出推力器的束流发散角(16.014°)、栅极半径(在71.3~111.3mm范围之内)、束流形状。 展开更多
关键词 离子推力器 束流等离子体 Langmuir单探针 悬浮电位 空间电位 电子温度 离子浓度
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20cm离子推力器束流平直度的改进方案 被引量:1
13
作者 吴先明 张天平 +1 位作者 陈娟娟 李娟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期635-639,共5页
针对20 cm离子推力器(LIPS-200)存在束流平直度较差等问题,分析了提高LIPS-200束流平直度的几种方法,主要包括采用4极磁场、阴极前端增加挡板、改变供气方式和栅极孔径补偿设计等。利用数值方法详细研究了磁场对推力器束流平直度的影响... 针对20 cm离子推力器(LIPS-200)存在束流平直度较差等问题,分析了提高LIPS-200束流平直度的几种方法,主要包括采用4极磁场、阴极前端增加挡板、改变供气方式和栅极孔径补偿设计等。利用数值方法详细研究了磁场对推力器束流平直度的影响。PIC-MCC方法用于模拟放电室内的等离子体放电过程,粒子模拟的磁场输入利用有限元软件MAXWELL计算得到。计算表明,优化磁路结构后的推力器比基线推力器束流平直度提高了29%,同时放电损耗下降了3%。通过分析可看到,单独优化磁路结构或者将优化磁路结构与其他方法相结合能有效提高LIPS-200的束流平直度。 展开更多
关键词 离子推力器 束流平直度 磁路结构 PIC-MCC方法
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氙离子推力器束流分布特性研究 被引量:3
14
作者 陈琳英 宋仁旺 《火箭推进》 CAS 2007年第4期20-22,共3页
建立了离子推力器束流分布的高斯模型,以200mm氙离子推力器为例,在不同工作环境下对推力器束流分布进行了数值模拟,并通过试验测量了推力器引出切面不同位置(轴向z=50mm,z=100mm)下的径向束电流密度和束离子密度分布。通过对数值模拟结... 建立了离子推力器束流分布的高斯模型,以200mm氙离子推力器为例,在不同工作环境下对推力器束流分布进行了数值模拟,并通过试验测量了推力器引出切面不同位置(轴向z=50mm,z=100mm)下的径向束电流密度和束离子密度分布。通过对数值模拟结果与试验测量结果的比较,误差为17%,认为数值模拟结果与试验测量结果吻合较好。表明离子推力器引出束流呈轴对称分布,在推力器出口附近,束离子密度很大,越往下游,密度越小且束流出现发散。 展开更多
关键词 离子推力器 束流分布 模拟计算 试验测量
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圆柱形阳极层霍尔推进器的工作特性与离子束流研究 被引量:7
15
作者 许丽 王世庆 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期810-813,共4页
主要对圆柱形阳极层霍尔推进器进行实验研究,得到推进器的工作特性、离子束分布、束流中电子的含量等结果。并且给出圆柱形阳极层霍尔推进器的最佳工作参数:工作电压在700~1000V之间,电流在0.15~0.65A,气体流量低于8mL/min。... 主要对圆柱形阳极层霍尔推进器进行实验研究,得到推进器的工作特性、离子束分布、束流中电子的含量等结果。并且给出圆柱形阳极层霍尔推进器的最佳工作参数:工作电压在700~1000V之间,电流在0.15~0.65A,气体流量低于8mL/min。从离子束流的径向分布可知:高电压、低电流、小气量时离子束的发散角较小。 展开更多
关键词 圆柱形阳极层霍尔推进器 离子束 比冲 发散角
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阳极层霍尔推力器的阳极分段形式对束流分布的影响 被引量:2
16
作者 赵杰 唐德礼 +1 位作者 李平川 耿少飞 《真空》 CAS 2019年第4期1-5,共5页
由于圆柱形阳极层霍尔推力器的阳极分段形式会影响到推力器内电势的分布,进而影响到推力器内放电等离子体中电子的运动形式和工质的电离率。本文主要从实验和仿真模拟两个方面来分析不同的阳极分段形式(单段阳极、两分段阳极、三分段阳... 由于圆柱形阳极层霍尔推力器的阳极分段形式会影响到推力器内电势的分布,进而影响到推力器内放电等离子体中电子的运动形式和工质的电离率。本文主要从实验和仿真模拟两个方面来分析不同的阳极分段形式(单段阳极、两分段阳极、三分段阳极和四分段阳极)在同样的工作条件下,对离子束流分布的影响。通过结果分析来指导阳极的结构设计。由结果可知两分段阳极时的离子束电流和离子束能量较高。在束流直径35mm内的四种阳极分段形式下的束流电流分布有一定的差别,其他位置基本相同。900V的放电电压下,两分段阳极下的束流能量分布比三分段阳极的整体上均高32e V左右,比单阳极和四分段阳极高20e V左右(除去中轴线和边沿附近)。此研究结果对圆柱形阳极层霍尔推力器的阳极设计提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 等离子体 阳极层霍尔推力器 束流能量 PIC模拟 分段阳极
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离子推力器束流均匀性改善方法研究 被引量:3
17
作者 赵以德 江豪成 +3 位作者 张天平 杨褔全 孙运奎 李娟 《真空与低温》 2015年第3期157-160,185,共5页
束流均匀性是离子推力器的一个重要指标,其代表离子推力器栅极整个引出平面上引出束流密度的均匀程度,一般用束流平直度来表示。从产生均匀束流的必要条件出发,讨论了离子束流均匀性影响因素,并对其影响机理进行了分析。根据讨论结果对... 束流均匀性是离子推力器的一个重要指标,其代表离子推力器栅极整个引出平面上引出束流密度的均匀程度,一般用束流平直度来表示。从产生均匀束流的必要条件出发,讨论了离子束流均匀性影响因素,并对其影响机理进行了分析。根据讨论结果对典型离子推力器的束流均匀性进行了对比分析。最后总结给出了离子推力器束流均匀化设计应遵循的一般原则。 展开更多
关键词 离子推力器 束流均匀性 环切场 变孔径栅
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高推力密度离子推力器研究 被引量:5
18
作者 赵以德 张天平 +3 位作者 郑茂繁 吴宗海 孙运奎 杨福全 《真空》 CAS 2017年第1期14-16,共3页
离子推力器是一种先进的空间推进技术,由于其高比冲,长寿命等特性而获得了广泛的应用,但是受其束流密度的限制,其推力密度也受到限制。然而在轨道转移、深空探测主推进等应用需求中,不但要求其比冲高,还要求其推力大,以缩短航天器轨道... 离子推力器是一种先进的空间推进技术,由于其高比冲,长寿命等特性而获得了广泛的应用,但是受其束流密度的限制,其推力密度也受到限制。然而在轨道转移、深空探测主推进等应用需求中,不但要求其比冲高,还要求其推力大,以缩短航天器轨道转移和巡航时间。受航天器的体积和功率限制,大推力要求离子推力器在一定比冲下具有较高的推力密度。为了提高离子推力器的推力密度,以25cm离子推力器为研究对象,通过改善离子推力器束流平直度和栅极可引出最大束流密度,有效提高了平均束流密度。试验结果显示在3500s比冲下,平均束流密度达到75A/m2,推力密度达到4.1N/m2。 展开更多
关键词 离子推力器 高束流密度 高推力密度 束流平直度 栅极可引出最大束流密度
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离子推力器束流引出状态对栅极刻蚀的影响 被引量:1
19
作者 孙明明 耿海 +2 位作者 杨俊泰 岳士超 张文涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期105-111,共7页
为了研究30 cm离子推力器束流引出状态对栅极刻蚀的影响,建立了束流引出模型,并采用PIC-MCC方法对CEX离子造成的栅极腐蚀速率进行了计算,最后将计算结果与1500 h寿命试验结果进行比对分析。结果显示:束流正常聚焦时,在3 kW和5 kW两种工... 为了研究30 cm离子推力器束流引出状态对栅极刻蚀的影响,建立了束流引出模型,并采用PIC-MCC方法对CEX离子造成的栅极腐蚀速率进行了计算,最后将计算结果与1500 h寿命试验结果进行比对分析。结果显示:束流正常聚焦时,在3 kW和5 kW两种工作模式下,加速栅和减速栅的质量刻蚀速率分别为(1.11~1.72)×10^(-15)kg/s及(1.22~1.26)×10^(-17)kg/s。在5 kW工况下,当屏栅上游等离子体密度达到4.03×10^(17)m^(-3)时,束流出现欠聚焦现象,此时加速栅和减速栅的最大离子刻蚀速率分别为4.33×10^(-15)kg/s和4.02×10^(-15)kg/s;在3 kW工况下,当屏栅上游等离子体密度达到0.22×10^(17)m^(-3)时,束流出现过聚焦现象,此时加速栅和减速栅的最大离子刻蚀速率分别为3.24×10^(-15)kg/s和5.01×10^(-15)kg/s。寿命试验结果表明,加速栅孔质量刻蚀速率的计算值与试验值比对误差较小,而由于束流离子对减速栅孔的直接轰击,导致减速栅孔刻蚀速率的计算值和试验值差异极大。经研究认为,对屏栅小孔采用变孔径设计,是降低当束流处于欠聚焦或过聚焦状态下,CEX离子造成加速栅孔和减速栅孔刻蚀速率,并提升推力器工作寿命的有效措施。 展开更多
关键词 离子推力器 栅极腐蚀 束流 聚焦状态
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基于束能推进的微波加热效率仿真
20
作者 杨浩 闫二艳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期93-98,共6页
微波束能推进是一种新的微波能传输利用方式,使用高强度吸波材料将电磁能转化为热能。针对其热交换器系统构建了简化能量接收模型,对毫米波加热能量转换效率及最高温度进行了初步研究,并设计了三种结构进行模拟仿真,最高效率超过30%,稳... 微波束能推进是一种新的微波能传输利用方式,使用高强度吸波材料将电磁能转化为热能。针对其热交换器系统构建了简化能量接收模型,对毫米波加热能量转换效率及最高温度进行了初步研究,并设计了三种结构进行模拟仿真,最高效率超过30%,稳定效率在23%左右。使用遗传算法对影响性能的参数进行了优化,结果表明热交换器性能受吸波材料有效损耗因子影响,应保持在一个适中的水平。 展开更多
关键词 束能推进 微波加热 能量效率 热传导 优化
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