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电子轰击式离子推力器放电腔结构对等离子体特性影响的全粒子仿真研究
被引量：
3
1
作者
孙安邦
闫涵
李昊霖
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期12-20,共9页
为明确电子轰击式离子推力器放电腔结构对推力器推力、比冲等性能的影响,采用基于蒙特卡罗碰撞的网格粒子(PIC/MCC)方法,建立了放电腔的全粒子二维轴对称仿真模型,对10 cm×5 cm圆柱型放电腔内部的等离子体特性开展研究。结果表明:...
为明确电子轰击式离子推力器放电腔结构对推力器推力、比冲等性能的影响,采用基于蒙特卡罗碰撞的网格粒子(PIC/MCC)方法,建立了放电腔的全粒子二维轴对称仿真模型,对10 cm×5 cm圆柱型放电腔内部的等离子体特性开展研究。结果表明:双进气口放电腔的电离率、推力、比冲和放电损耗优于单进气口,但放电腔出口处的离子分布均匀性相对较差;阴极长度的增加可以减弱离子回流现象,提升推力器宏观性能参数,但阴极过长会降低腔内电离率;针对所讨论的推力器,阴极长度在4~5 cm区间内的综合性能最优。仿真得到了不同工质气体进气口位置和阴极位置对等离子体参数及推力器宏观性能参数的影响,可为放电腔的实际设计提供一定参考。
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关键词
电子轰击式离子推力器
放电腔
全粒子模拟
进气口位置
阴极位置
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职称材料
电子回旋共振离子推力器研究与应用综述
被引量：
3
2
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。
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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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职称材料
宽进气道电子回旋共振离子源电磁场和中性粒子计算研究
被引量：
3
3
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7期138-146,共9页
传统10cm电子回旋共振离子推力器(ECRIT)离子源的进气道进气面积小、压强损失大,无法直接应用于吸气式电推进系统(ABEP)。针对该问题,本文提出了抗流槽和栅格两种宽面积进气道方案,基于多物理场仿真软件COMSOL、直接蒙特卡洛模拟(DSMC)...
传统10cm电子回旋共振离子推力器(ECRIT)离子源的进气道进气面积小、压强损失大,无法直接应用于吸气式电推进系统(ABEP)。针对该问题,本文提出了抗流槽和栅格两种宽面积进气道方案,基于多物理场仿真软件COMSOL、直接蒙特卡洛模拟(DSMC)方法,研究了不同进气道离子源内的微波电磁场分布、中性粒子分布,并通过实验验证了方案的可行性。研究结果表明:抗流槽和栅格进气道的最优结构分别为抗流槽中段长度4mm、栅格厚度2mm,最优结构下,两者离子源放电室微波能量均不低于传统离子源;传统离子源和栅格进气道离子源的推进剂供给压强均随流量线性增加,传统离子源所需供给压强约为栅格进气道离子源的3.86倍;当推进剂流量为2cm^(3)/min时,栅格进气道离子源可正常工作,所需的推进剂供给压强为0.14Pa;对比相近工况下传统氮工质10cm ECR离子源,栅格进气道离子源工作性能未见明显衰减。
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关键词
吸气
式
电推进系统
电子
回旋共振
离子
推力器
直接蒙特卡洛模拟
微波电磁场分布
中性粒子分布
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职称材料
题名
电子轰击式离子推力器放电腔结构对等离子体特性影响的全粒子仿真研究
被引量：
3
1
作者
孙安邦
闫涵
李昊霖
机构
西安交通大学电气工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期12-20,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52077169)
国家重点研发计划“引力波探测”专项(2020YFC2201100)。
文摘
为明确电子轰击式离子推力器放电腔结构对推力器推力、比冲等性能的影响,采用基于蒙特卡罗碰撞的网格粒子(PIC/MCC)方法,建立了放电腔的全粒子二维轴对称仿真模型,对10 cm×5 cm圆柱型放电腔内部的等离子体特性开展研究。结果表明:双进气口放电腔的电离率、推力、比冲和放电损耗优于单进气口,但放电腔出口处的离子分布均匀性相对较差;阴极长度的增加可以减弱离子回流现象,提升推力器宏观性能参数,但阴极过长会降低腔内电离率;针对所讨论的推力器,阴极长度在4~5 cm区间内的综合性能最优。仿真得到了不同工质气体进气口位置和阴极位置对等离子体参数及推力器宏观性能参数的影响,可为放电腔的实际设计提供一定参考。
关键词
电子轰击式离子推力器
放电腔
全粒子模拟
进气口位置
阴极位置
Keywords
electron-bombardment ion thruster
discharge chamber
full particles simulation
inlet position
cathode placement
分类号
V431 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
电子回旋共振离子推力器研究与应用综述
被引量：
3
2
作者
杨涓
牟浩
耿海
吴先明
机构
西北工业大学航天学院
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期68-81,共14页
基金
国家自然科学项目(11875222)。
文摘
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。
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
Keywords
Electron cyclotron resonance ion thruster
Application analysis
Beam extraction
PIC simu⁃lation
Atmosphere-breathing electric propulsion system
Review
分类号
V439.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
宽进气道电子回旋共振离子源电磁场和中性粒子计算研究
被引量：
3
3
作者
杨涓
牟浩
耿海
吴先明
机构
西北工业大学航天学院
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期138-146,共9页
文摘
传统10cm电子回旋共振离子推力器(ECRIT)离子源的进气道进气面积小、压强损失大,无法直接应用于吸气式电推进系统(ABEP)。针对该问题,本文提出了抗流槽和栅格两种宽面积进气道方案,基于多物理场仿真软件COMSOL、直接蒙特卡洛模拟(DSMC)方法,研究了不同进气道离子源内的微波电磁场分布、中性粒子分布,并通过实验验证了方案的可行性。研究结果表明:抗流槽和栅格进气道的最优结构分别为抗流槽中段长度4mm、栅格厚度2mm,最优结构下,两者离子源放电室微波能量均不低于传统离子源;传统离子源和栅格进气道离子源的推进剂供给压强均随流量线性增加,传统离子源所需供给压强约为栅格进气道离子源的3.86倍;当推进剂流量为2cm^(3)/min时,栅格进气道离子源可正常工作,所需的推进剂供给压强为0.14Pa;对比相近工况下传统氮工质10cm ECR离子源,栅格进气道离子源工作性能未见明显衰减。
关键词
吸气
式
电推进系统
电子
回旋共振
离子
推力器
直接蒙特卡洛模拟
微波电磁场分布
中性粒子分布
Keywords
Air breathing electric propulsion system
Electron cyclotron resonance ion thruster
Direct Monte Carlo simulation
Microwave electromagnetic field distribution
Neutral particle distribution
分类号
V439.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
电子轰击式离子推力器放电腔结构对等离子体特性影响的全粒子仿真研究
孙安邦
闫涵
李昊霖
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
在线阅读
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职称材料
2
电子回旋共振离子推力器研究与应用综述
杨涓
牟浩
耿海
吴先明
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
宽进气道电子回旋共振离子源电磁场和中性粒子计算研究
杨涓
牟浩
耿海
吴先明
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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