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相邻栅孔不同直径作用下的等离子体动态行为和自洽电势演化研究
1
作者 陈娟娟 王江伟 +4 位作者 谷增杰 耿海 贾艳辉 胡竞 徐金灵 《真空与低温》 2025年第2期177-186,共10页
离子推力器具有比冲高、寿命长、推力连续可调等显著技术优势,已成为了卫星位置保持和轨道转移的最佳动力选择。但推力小的特点使得卫星要求推力器在轨工作几千甚至上万小时。变孔径栅极是一种新型的栅极组件,它是通过减小屏栅孔直径,... 离子推力器具有比冲高、寿命长、推力连续可调等显著技术优势,已成为了卫星位置保持和轨道转移的最佳动力选择。但推力小的特点使得卫星要求推力器在轨工作几千甚至上万小时。变孔径栅极是一种新型的栅极组件,它是通过减小屏栅孔直径,降低栅极中心区域的束流离子密度,提高束流平直度,从而达到延长推力器工作寿命的目的。本文构建了两个相邻的栅孔不同直径下的栅极组件数值仿真计算模型,采用仿真手段模拟了两个栅极孔同时引出束流时孔内的电势分布和束流离子密度分布,旨在获得变孔径栅极对束流离子聚焦特性和电场畸变的影响。研究结果表明,变孔径栅极组件因分区耦合区间的上游等离子体密度相同,屏栅孔直径的大小不会影响栅极组件内的电势分布和束流离子聚焦行为。但是,屏栅孔直径的大小会直接影响栅极组件的性能和工作寿命。栅极组件中心区域的屏栅孔直径减小5.2%将使推力器的平均引出束流下降2.7%、屏栅上游等离子体密度增大1.2%。屏栅孔直径从32.36增至34.26,将使CEX离子的密度从0.19增至0.22,增加13.6%,加速栅的最大溅射腐蚀深度增加11.1%。 展开更多
关键词 离子推力器 变孔径栅极组件 束流 工作寿命
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离子液体电喷推力器仿真及性能优化分析
2
作者 潘宁 耿海 +4 位作者 郭宁 曲富饶 雪佳强 孟伟 刘坤 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期103-113,共11页
随着航天技术的发展,离子液体电喷推力器(ILET)因其高效、稳定性较好的特性逐渐受到重视。为了研究ILET的性能上限,有必要深入探究其喷射特性,进而确定工艺参数和结构参数的最佳参数组合。基于电场与流场相耦合的方法对ILET喷射过程进... 随着航天技术的发展,离子液体电喷推力器(ILET)因其高效、稳定性较好的特性逐渐受到重视。为了研究ILET的性能上限,有必要深入探究其喷射特性,进而确定工艺参数和结构参数的最佳参数组合。基于电场与流场相耦合的方法对ILET喷射过程进行模拟,采用响应面法(RSM)对性能参数进行分析,进一步得到最佳操作参数和结构参数。发射极直径为20μm,高度为119.384μm,流量为3.45×10^(-2)nL/s,电压为2188.249 V时,最大推力为1.464μN;直径为48μm,高度为119μm,流量为1.9×10^(-2)nL/s,电压为2600 V时,最大比冲为1077.543 s。结果表明仿真与模型得到的相关结果与实验结果基本吻合,误差范围均在5%以内,验证了该模型的可靠性。创新性地将电场与流场耦合方法和响应面法相结合,不仅提升了分析精度,也为类似复杂系统的性能评估开辟了新的研究途径。此外,这一研究为ILET在航天领域的应用提供了坚实的理论基础,展现了其在未来航天任务中的广泛应用潜力。 展开更多
关键词 离子液体 响应面法 性能优化 参数分析 CFD
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东方红三号增强平台离子电推进产品设计及应用
3
作者 刘家涛 陈娟娟 +1 位作者 耿海 张保平 《航天器工程》 北大核心 2025年第1期144-151,共8页
针对高轨中大型平台、深空探测轨道转移和姿态控制任务对推进系统高比冲、长寿命、推力自主可调的需求,研制了LIPS-300离子推力器。文章介绍了该推力器的比冲、推力、寿命和工作模式的技术指标,概述了推力器设计方案,重点介绍了长寿命... 针对高轨中大型平台、深空探测轨道转移和姿态控制任务对推进系统高比冲、长寿命、推力自主可调的需求,研制了LIPS-300离子推力器。文章介绍了该推力器的比冲、推力、寿命和工作模式的技术指标,概述了推力器设计方案,重点介绍了长寿命设计、电源处理单元设计及抗闪烁设计与验证、关键部组件和单机验证情况等。阐述了东方红三号增强(DFH-3E)平台亚太6E卫星应用的离子推力器在轨不同工况下的参数稳定性和技术指标的实现情况,目前,推力器完成了卫星轨道转移任务,开始执行卫星寿命周期内的位置保持任务。 展开更多
关键词 东方红三号增强平台 亚太6E卫星 长寿命 高比冲 离子电推进
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离子电推进产品寿命初期束流闪烁耦合诱发机理研究
4
作者 吴辰宸 耿海 +4 位作者 郭德洲 郭伟龙 孟伟 蒲彦旭 王紫桐 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期808-819,共12页
针对离子电推进产品寿命初期束流闪烁耦合诱发机理不清的问题,基于寿命初期产品特点构建了束流闪烁耦合诱发机理模型,重点研究微凸起、微凸起-微粒耦合、微凸起-电介质薄膜耦合3种机制诱发束流闪烁的机理;根据模型计算了单次束流闪烁能... 针对离子电推进产品寿命初期束流闪烁耦合诱发机理不清的问题,基于寿命初期产品特点构建了束流闪烁耦合诱发机理模型,重点研究微凸起、微凸起-微粒耦合、微凸起-电介质薄膜耦合3种机制诱发束流闪烁的机理;根据模型计算了单次束流闪烁能量区间,模型计算值与束流闪烁能量实测数据吻合良好,验证了模型的正确性。以30 cm离子电推进产品为研究载体,运用模型分析了3种机制诱发束流闪烁的物理过程,明确了束流闪烁诱发机理及关键参数阈值,研判了典型工况下3种机制诱发束流闪烁的可能性,针对可能诱发束流闪烁的情形提出了工程抑制方法建议,为中国离子电推进产品可靠性与健壮性提升提供理论支撑。 展开更多
关键词 离子电推进 束流闪烁 耦合诱发机理 抑制方法
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超低轨道吸气式电推进技术研究进展与展望
5
作者 孙安邦 冯晨曦 +11 位作者 张思远 张冠军 贾晓冬 崔玉福 蒲彦旭 吴辰宸 耿海 李得天 季启政 张景川 周盈 丁亮 《航天器环境工程》 2025年第3期239-255,共17页
近年来,超低轨道(VLEO)吸气式电推进技术(ABEP)成为热门研究方向。该技术通过集气装置捕获超低轨道大气,利用电推进技术将捕获到的气体进一步电离、加速、喷出以产生推力。但该技术在实现工程应用之前仍需解决诸多技术难题。文章从VLEO... 近年来,超低轨道(VLEO)吸气式电推进技术(ABEP)成为热门研究方向。该技术通过集气装置捕获超低轨道大气,利用电推进技术将捕获到的气体进一步电离、加速、喷出以产生推力。但该技术在实现工程应用之前仍需解决诸多技术难题。文章从VLEO大气环境出发,介绍各有关国家VLEO吸气式电推进卫星的发展及未来计划,阐述集气装置的研究进展,对比不同类型氮氧工质电推力器的特点及其研究现状。针对当前国内外电推力器的研究现状,从系统构型设计、制作材料与工艺选择、地面环境模拟等方面总结吸气式电推进技术中的十项关键技术,并对未来研究的重点方向进行展望。 展开更多
关键词 超低轨道 吸气式电推进 集气装置 氮氧工质 电推力器 综述
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宇航电推进产品多余物防控的认识与实践 被引量：1
6
作者 王衎 耿海 +2 位作者 陆帆 唐福俊 张涛 《质量与可靠性》 2024年第1期9-12,20,共5页
多余物预防与控制是宇航产品研制生产中的重点与难题,是电推进产品实现批量稳定生产的基础。通过分析电推进产品的特性、设计结构及应用条件,识别多余物来源及对产品可能造成的危害,确定出产品实现全过程的多余物防控环节及控制、检测手... 多余物预防与控制是宇航产品研制生产中的重点与难题,是电推进产品实现批量稳定生产的基础。通过分析电推进产品的特性、设计结构及应用条件,识别多余物来源及对产品可能造成的危害,确定出产品实现全过程的多余物防控环节及控制、检测手段,并在多个规格的通用产品上进行了实践。该项研究成果可作为后续新开发电推进产品多余物防控的依据,以及其他同类产品多余物防控的参考。 展开更多
关键词 电推进 多余物 认识 实践
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5A发射电流空心阴极热特性模拟分析
7
作者 代鹏 孙明明 +2 位作者 耿海 谷增杰 王东升 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期159-167,共9页
采用有限元分析方法,建立了国产5 A空心阴极的热仿真模型,并进行了模型校验和典型工况下的温度场分析。结果显示:模型能够较好地反映空心阴极内部的能量传动过程,温度的仿真结果与试验比对误差小于5%;加热电流是造成空心阴极温度差异的... 采用有限元分析方法,建立了国产5 A空心阴极的热仿真模型,并进行了模型校验和典型工况下的温度场分析。结果显示:模型能够较好地反映空心阴极内部的能量传动过程,温度的仿真结果与试验比对误差小于5%;加热电流是造成空心阴极温度差异的主要原因;环境温度主要影响着空心阴极的外部部件温度,并且在太阳辐照影响时的高温环境更有利于推力器的启动;空心阴极加热且处于自持放电状态时,发射体温度在环境温度0℃和94℃下分别达到2 122℃和2 126℃,已接近发射体材料的耐温极限,因此空心阴极必须避免此极端使用工况。 展开更多
关键词 离子推力器 空心阴极 典型工况 热特性分析
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LHT-200霍尔推力器热特性模拟分析
8
作者 孙明明 耿海 +5 位作者 郭宁 高俊 李沛 王尚民 刘明正 刘超 《真空与低温》 2024年第6期651-657,共7页
为获得LHT-200霍尔推力器在12.5 kW额定功率工况下的热耗及温度分布,采用有限元分析结合热平衡试验验证对推力器在额定工况下的热耗进行了迭代校准和热特性模拟分析。结果显示,当推力器总热耗为2700 W,即占总功率比例为21.6%时,温度模... 为获得LHT-200霍尔推力器在12.5 kW额定功率工况下的热耗及温度分布,采用有限元分析结合热平衡试验验证对推力器在额定工况下的热耗进行了迭代校准和热特性模拟分析。结果显示,当推力器总热耗为2700 W,即占总功率比例为21.6%时,温度模拟结果与实测值最为接近,最大误差出现在推力器外壳且达到了6.3%。实测结果显示推力器温度最高处为内绕线柱和内部支撑,分别为318℃和304℃,而靠近外部的导磁底座、散热板和外壳等部件的温度相对较低,基本在150~210℃范围内,后续可对外部部件进行表面处理以提高发射系数来进一步降低推力器整体温度。研究结果可为LHT-200霍尔推力器的热设计改进提供工程指引,并为国内同类型霍尔推力器的热分析提供仿真边界条件初值和参考。 展开更多
关键词 霍尔推力器 温度分布 热特性 有限元分析
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国外离子推力器栅极几何形貌测试评价技术的应用与发展
9
作者 李兴坤 耿海 +3 位作者 郑茂繁 陈新伟 何非 田东鹏 《真空与低温》 2024年第5期544-555,共12页
栅极组件作为离子推力器的核心部件,对电推力器的性能、可靠性及寿命起着非常重要的作用。简述了离子推力器栅极几何形貌测试评价技术的主要研究内容,重点论述了国外航天技术先进国家在寿命试验中应用栅极几何形貌测试评价新技术的重要... 栅极组件作为离子推力器的核心部件,对电推力器的性能、可靠性及寿命起着非常重要的作用。简述了离子推力器栅极几何形貌测试评价技术的主要研究内容,重点论述了国外航天技术先进国家在寿命试验中应用栅极几何形貌测试评价新技术的重要进展,总结了几何形貌测试评价技术的发展趋势。 展开更多
关键词 电推进 离子推力器 栅极 几何形貌测量 测试评价
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离子推力器工作全过程数值仿真方案研究
10
作者 陈娟娟 王江伟 +3 位作者 郭宁 耿海 贾艳辉 徐金灵 《真空与低温》 2024年第6期634-643,共10页
离子推力器具有比冲高、寿命长、推力连续可调等优点,已成为未来空间探测任务推进系统的首选。离子推力器产品的优化设计通常采用实验测量的手段来实现,现有的仿真软件均是针对离子推力器的各个组成组件来开发,忽略了组件之间的相互耦合... 离子推力器具有比冲高、寿命长、推力连续可调等优点,已成为未来空间探测任务推进系统的首选。离子推力器产品的优化设计通常采用实验测量的手段来实现,现有的仿真软件均是针对离子推力器的各个组成组件来开发,忽略了组件之间的相互耦合,为此,亟待开发一款综合考虑各组成部件相互作用的离子推力器工作全过程数值仿真软件。离子推力器结构复杂,且涉及等离子体场、流场、电场、粒子间碰撞以及粒子与壁面相互作用等过程,现有的仿真手段很难实现在同一时空下的数值模拟。提出了一种近似耦合的数值仿真方法,即仍将离子推力器的各组成部件作为一个独立的个体来仿真,但在数值建模时,考虑相关联部组件的影响。分别构建了两两耦合的数值仿真模型,开展了数值仿真计算,仿真结果显示部组件单独工作和耦合工作时组件内部的等离子体微观参数将发生较大变化。 展开更多
关键词 离子推力器 工作全过程 数值仿真
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电推进产品管理模式研究与实践
11
作者 王衎 耿海 陆帆 《航天工业管理》 2024年第5期51-53,共3页
空间电推进系统是将工质气体电离,通过复杂电磁场将离子加速喷出而产生推力的先进推进系统,具有载荷比高、推力精确控制等优点,是国际上最先进的推力器之一,是衡量卫星先进性的重要标志。采用电推进系统已成为提升航天器整体性能与技术... 空间电推进系统是将工质气体电离,通过复杂电磁场将离子加速喷出而产生推力的先进推进系统,具有载荷比高、推力精确控制等优点,是国际上最先进的推力器之一,是衡量卫星先进性的重要标志。采用电推进系统已成为提升航天器整体性能与技术水平的重要手段,美国、俄罗斯等航天强国在20世纪90年代中期已实现电推进系统在航天器中的应用,取得了显著的经济效益和社会效益。兰州空间技术物理研究所作为国内电推进系统产品的主要研制单位,研制开发的各规格产品已成功实现在轨应用。 展开更多
关键词 技术物理研究所 电推进系统 技术水平 载荷比 离子加速 航天强国 管理模式研究 推力器
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离子发动机栅极材料差分溅射产额分布特性仿真 被引量：1
12
作者 朱政羲 苗龙 +4 位作者 耿海 郭德洲 杨统勋 何梓豪 王宁飞 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第4期450-458,共9页
针对离子发动机栅极溅射原子空间分布不明确导致栅极腐蚀模型预测偏差大的问题,采用SDTrimSP程序模拟离子轰击栅极材料的溅射过程;系统研究离子入射能量、入射角度以及离子种类对钼栅极材料差分溅射产额的影响。发现正入射条件下的差分... 针对离子发动机栅极溅射原子空间分布不明确导致栅极腐蚀模型预测偏差大的问题,采用SDTrimSP程序模拟离子轰击栅极材料的溅射过程;系统研究离子入射能量、入射角度以及离子种类对钼栅极材料差分溅射产额的影响。发现正入射条件下的差分溅射产额仿真结果与实验具有较好的一致性。重点关注斜入射条件下差分溅射产额在不同方位角下的分布轮廓,并通过Modified-Zhang公式对差分溅射产额进行拟合,以拟合结果作为材料边界条件输入溅射腐蚀—再沉积模型,较为真实地模拟了栅极材料的腐蚀过程。以上研究可为离子发动机栅极组件腐蚀形貌的精确预测提供参考。 展开更多
关键词 离子发动机 钼栅极材料 差分溅射产额 斜入射 腐蚀—再沉积模型
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空间超高比冲推进技术综述 被引量：1
13
作者 王紫桐 贺亚强 +5 位作者 蒲彦旭 耿海 王珏 温正 陈强强 岳士超 《真空与低温》 2024年第5期535-543,共9页
比冲是衡量空间推进系统效率的核心指标,持续提高比冲是空间推进技术发展的永恒追求,以木星以远行星际探测为代表的复杂宇航任务对空间推进系统提出达到超高比冲的要求。系统梳理了超高比冲空间推进的主流技术路线,从静电加速机制、电... 比冲是衡量空间推进系统效率的核心指标,持续提高比冲是空间推进技术发展的永恒追求,以木星以远行星际探测为代表的复杂宇航任务对空间推进系统提出达到超高比冲的要求。系统梳理了超高比冲空间推进的主流技术路线,从静电加速机制、电磁场加速机制、新型推进剂加速机制以及新能源加速机制等方面阐述了实现超高比冲的技术途径,分析了提升比冲的关键技术,给出了超高比冲技术发展建议,展望了超高比冲技术的应用前景,为超高比冲技术突破提供参考。 展开更多
关键词 空间推进 超高比冲 电推进 核推进 反物质推进
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离子推力器碳基材料栅极研制与应用现状及启示
14
作者 高斌 李娟 +2 位作者 耿海 王彦龙 陈娟娟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期149-157,共9页
离子推力器是广泛应用于空间航天任务的电推力器之一,栅极在离子推力器中承担着引出离子并加速进而实现推力的作用,直接影响推力器性能及寿命。相比于传统钼栅,碳基栅极具有热膨胀系数低、耐离子溅射高等优势,是未来高比冲、大推力、长... 离子推力器是广泛应用于空间航天任务的电推力器之一,栅极在离子推力器中承担着引出离子并加速进而实现推力的作用,直接影响推力器性能及寿命。相比于传统钼栅,碳基栅极具有热膨胀系数低、耐离子溅射高等优势,是未来高比冲、大推力、长寿命离子推力器栅极的理想候选材料,已被国外部分先进离子推力器成功在轨应用。分析对比了不同栅极材料特性,调研总结了国内外碳基栅极研制过程及技术特点,并报道了作者近期在小口径不同构型C/C栅极与一体化C/C栅极研制方面的相关进展,最后针对我国离子电推进发展趋势,提出了后续碳基栅极研究的经验启示与建议。 展开更多
关键词 离子推力器 栅极组件 碳-碳复合材料 热解石墨
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ECRIT等离子体特性数值模拟分析
15
作者 贺亚强 耿海 +4 位作者 吴先明 王紫桐 孙新锋 吴辰宸 蒲彦旭 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期84-94,共11页
针对航天器推进系统电子回旋共振离子推力器(ECRIT)电离效率易受放电室结构参数和工作参数影响,主要技术参数之间存在耦合不能单独优化的问题,文章采用多物理场仿真软件开展数值模拟,利用自适应函数细化电子回旋共振(ECR)区网格法提高... 针对航天器推进系统电子回旋共振离子推力器(ECRIT)电离效率易受放电室结构参数和工作参数影响,主要技术参数之间存在耦合不能单独优化的问题,文章采用多物理场仿真软件开展数值模拟,利用自适应函数细化电子回旋共振(ECR)区网格法提高仿真精度,探究不同磁路结构参数、工质气体、天线构型、微波功率对ECR推力器性能的影响规律,使电子在ECR区能够获得最大能量,经部分试验验证(微波输入功率和工质气体对放电影响),结果表明:磁环间距、内磁环-波导小端面距离和磁体高度对ECR区的分布影响较大,磁体宽度的影响较小;氙气的电子数密度高于氩气;L型天线电子密度和功率沉积高于杆天线;电子数密度和碰撞功率损耗随着入射微波功率增大而增大,可为ECR推力器设计提供参考。 展开更多
关键词 航天器推进系统 电子回旋共振离子推力器 电磁仿真 磁路结构 工质气体 天线构型 微波功率
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工质流量对ECR离子源束流影响研究
16
作者 牟浩 耿海 +3 位作者 吴先明 蒲彦旭 谈人玮 杨涓 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期793-800,共8页
栅格进气道电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)离子源推进剂供给压强低、无阴极,有应用于吸气式电推进系统的潜力。流量对离子源的束流影响显著,当流量超过临界流量时,离子束流的增长受到抑制。为明晰限制离子束流增长的... 栅格进气道电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)离子源推进剂供给压强低、无阴极,有应用于吸气式电推进系统的潜力。流量对离子源的束流影响显著,当流量超过临界流量时,离子束流的增长受到抑制。为明晰限制离子束流增长的根本原因,开展不同流量下氮工质栅格进气道ECR离子源的Langmuir探针诊断实验,并基于诊断结果计算了寻常(ordinary,O)波截止区和电子获能指标的分布。研究结果表明,当流量低于临界流量时,随着流量增加,离子密度快速增加,限制离子束流增长的主要因素是中性气体密度。当流量超出临界流量时,O波截止区几乎覆盖整个等离子体产生区域,这导致电子能量获取效率下降了一个数量级。此时,限制离子束流增长的主要因素转变为电子温度。 展开更多
关键词 电子回旋共振离子源 等离子体诊断 流量 吸气式电推进
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热电子阴极单晶LaB_(6)制备工艺及发展研究
17
作者 高斌 谷增杰 +2 位作者 耿海 陈娟娟 徐金灵 《真空与低温》 2024年第2期214-220,共7页
单晶六硼化物LaB_(6)具有优异的热电子发射性能和化学稳定性,是空间用热电子阴极发射源的理想材料,具有优良的发射效率及寿命。随着空间电推进系统高功率、长寿命的航天任务的实施,大尺寸、低成本、高纯度单晶LaB_(6)制备技术研究显得... 单晶六硼化物LaB_(6)具有优异的热电子发射性能和化学稳定性,是空间用热电子阴极发射源的理想材料,具有优良的发射效率及寿命。随着空间电推进系统高功率、长寿命的航天任务的实施,大尺寸、低成本、高纯度单晶LaB_(6)制备技术研究显得愈发重要。在调研国内外LaB_(6)基体研制技术的基础上,结合单晶LaB_(6)主流制备技术,针对我国空间电推进应用需求,分析了晶体制备过程中存在的关键技术及难点,提出开展空间用单晶LaB_(6)工程化研制的初步建议。 展开更多
关键词 热电子阴极 电推进系统 粉体研制 单晶LaB_(6)
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面向深空探测的30cm离子推力器寿命预估 被引量：2
18
作者 耿海 李兴达 +4 位作者 贾连军 贾艳辉 吴辰宸 孙明明 孙新锋 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2022年第6期107-114,共8页
为评价30 cm离子推力器的寿命,提出了有限寿命考核结合栅极仿真模型的推力器寿命预估方法,利用粒子-蒙特卡洛(PIC-MCC)方法建立了栅孔溅射腐蚀模型,开展了30 cm离子推力器寿命预估研究,分析了栅孔刻蚀速率、单孔电场及离子引出特性,给出... 为评价30 cm离子推力器的寿命,提出了有限寿命考核结合栅极仿真模型的推力器寿命预估方法,利用粒子-蒙特卡洛(PIC-MCC)方法建立了栅孔溅射腐蚀模型,开展了30 cm离子推力器寿命预估研究,分析了栅孔刻蚀速率、单孔电场及离子引出特性,给出了30 cm推力器寿命预估值。结果表明,栅孔直径仿真与实测值一致性较好,误差在20%以内,基于每个寿命小节栅孔实测值对模型的修正是有效的;根据仿真结果,10000 h寿命考核后,减速栅最先失效,30 cm离子推力器在最大功率(3 kW)工况下预估寿命为37540 h,能够满足小天体探测任务对电推进系统的长寿命需求。 展开更多
关键词 深空探测 离子推力器 寿命 PIC-MCC 栅极
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溅射靶对离子推力器的热辐射影响研究 被引量：1
19
作者 耿海 孙明明 +1 位作者 罗俊华 刘家涛 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期10-18,共9页
为了研究真空环境设备内溅射靶温度升高后对30 cm离子推力器的热辐射影响,采用有限元分析的方法,首先对真空舱内的离子推力器羽流分布进行了模拟,在获得羽流对溅射靶造成的温度变化后,进一步分析了溅射靶温度升高对离子推力器温度以及... 为了研究真空环境设备内溅射靶温度升高后对30 cm离子推力器的热辐射影响,采用有限元分析的方法,首先对真空舱内的离子推力器羽流分布进行了模拟,在获得羽流对溅射靶造成的温度变化后,进一步分析了溅射靶温度升高对离子推力器温度以及栅极热形变位移所造成的影响。仿真结果显示,推力器羽流可采用定向分子流模型进行描述,羽流在真空舱内的扩散过程中几乎没有能量损失;30 cm离子推力器工作时真空舱内大部分区域的气体压强在2×10^(-3)~6×10^(-3)Pa;在溅射靶影响下,推力器加速栅和屏栅中心温度分别为352℃和440℃,边缘温度分别为342℃和411℃,屏栅和加速栅的间距缩小量由无溅射靶影响时的0.560 mm增加到0.585 mm;试验结果显示,加速栅和屏栅边缘温度分别为364℃和385℃,与仿真结果的比对误差均为6%,溅射靶后部羽流气体的温度测试值高于计算值约50℃,误差主要由于模拟中忽略了羽流粒子的能量沉积效应。 展开更多
关键词 离子推力器 中性羽流 溅射靶 热辐射 栅极热态间距 电推进
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高功率空间电推进技术发展研究 被引量：6
20
作者 耿海 吴辰宸 +4 位作者 孙新锋 王紫桐 贾艳辉 吕方伟 蒲彦旭 《真空与低温》 2022年第1期14-25,共12页
面向未来深空探测、空间货运等空间任务对具有牛级大推力、数千秒比冲、数万小时寿命等性能高功率电推进技术的应用需求,通过调研对比分析的方式,详细论述了国内外高功率电推进技术的发展现状和趋势,并针对具体技术路线给出了展望。从... 面向未来深空探测、空间货运等空间任务对具有牛级大推力、数千秒比冲、数万小时寿命等性能高功率电推进技术的应用需求,通过调研对比分析的方式,详细论述了国内外高功率电推进技术的发展现状和趋势,并针对具体技术路线给出了展望。从高功率电推进技术发展和工程应用的角度,总结梳理了磁场拓扑结构设计与优化、系统效率提升、地面性能诊断测试与评价、高热防护及抑制、空间高压大电流电源、系统集成设计及智能化控制等共性技术难点,为国内高功率电推进技术的发展进步提供参考和帮助。 展开更多
关键词 高功率 电推进 等离子体 电磁加速
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