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地月及深空探测先进电推进技术的发展 被引量：12
1
作者 吴辰宸 耿海 +1 位作者 王紫桐 李得天 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期13-23,共11页
聚焦地月及深空探测关键技术之一——空间电推进技术,介绍了空间电推进的技术内涵和中国电推进应用现状,从任务特点、电推配置、应用效益等维度剖析了国际上典型的基于电推进的地月及深空探测任务。瞄准中国深空探测领域未来发展需求,... 聚焦地月及深空探测关键技术之一——空间电推进技术,介绍了空间电推进的技术内涵和中国电推进应用现状,从任务特点、电推配置、应用效益等维度剖析了国际上典型的基于电推进的地月及深空探测任务。瞄准中国深空探测领域未来发展需求,针对月球探测、小行星探测、载人火星探测、太阳系边际探测和地月空间科学探测5种典型场景,分别介绍了电推进优化应用策略,梳理了面向深空探测的先进电推进关键技术体系和发展重点。最后,按照“一中一超一微”的发展思路给出了空间电推进技术发展建议,为后续空间电推进在地月及深空探测领域实现更加广泛的应用提供参考。 展开更多
关键词 地月及深空探测 空间电推进 应用策略 关键技术 发展重点
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离子电推进非预期电击穿的工程防护技术研究 被引量：2
2
作者 张雪儿 张天平 +1 位作者 李得天 张宏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期207-214,共8页
离子电推进的非预期电击穿现象具有普遍性和复杂性,结合实例对非预期电击穿的现象和分类、击穿事件的一般处理方法、工程隐患等基本问题以及实践二十卫星上LIPS-300离子电推进在轨工作初期的击穿情况进行了简要介绍,对基于推力器及其工... 离子电推进的非预期电击穿现象具有普遍性和复杂性,结合实例对非预期电击穿的现象和分类、击穿事件的一般处理方法、工程隐患等基本问题以及实践二十卫星上LIPS-300离子电推进在轨工作初期的击穿情况进行了简要介绍,对基于推力器及其工作环境、电推进系统及其航天工程的非预期电击穿控制与防护技术进行了全面系统的讨论,通过对推力器栅极材料、电场强度、束流密度和推力器环境中低气压、等离子体、多余物、溅射沉积物等因素的控制,以及在电推进电源处理单元健壮性、系统监测与响应、沉积能量控制等方面的改进,再加上合理的在轨处理程序,包括入轨预处理、连续击穿循环控制程序和栅间短路清除技术等措施,可有效降低击穿频次及其对电推进系统造成的影响。 展开更多
关键词 非预期电击穿 控制与防护 离子电推进 航天器工程
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离子与霍尔电推进性能和质量的工程数据模型 被引量：8
3
作者 张天平 张雪儿 李璇 《火箭推进》 CAS 2022年第1期1-13,共13页
为了提供航天工程任务设计时优选离子或霍尔电推进的通用对比分析方法,基于工程数据建立了包括推力器、电源处理单元、推力器选择单元、控制单元、推进剂气瓶、调压单元、流率单元、推力器支架、电缆、管路等产品的电推进的性能和质量... 为了提供航天工程任务设计时优选离子或霍尔电推进的通用对比分析方法,基于工程数据建立了包括推力器、电源处理单元、推力器选择单元、控制单元、推进剂气瓶、调压单元、流率单元、推力器支架、电缆、管路等产品的电推进的性能和质量经验模型。在此基础上通过推导建立了电推进系统干质量通用模型,模型变量参数包括推力器功率、推力器数量和推进剂量等。应用电推进模型对两种电推进的性能和工程应用效益进行了对比分析,结果表明存在针对具体任务优选电推进类型的必要性。 展开更多
关键词 性能模型 质量模型 离子电推进 霍尔电推进 工程数据
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全电推进GEO卫星离子与霍尔电推进系统效能对比分析
4
作者 赵志伟 张雪儿 +2 位作者 张天平 冉文亮 李璇 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第4期76-83,共8页
提出了一种全电推进GEO卫星工程通用的优选离子或霍尔电推进的对比分析方法:利用离子和霍尔电推进单机的质量模型,建立了离子和霍尔电推进系统的全质量模型;针对包括和不包括一次电源情况,应用系统全质量模型分别进行了全电推进GEO卫星... 提出了一种全电推进GEO卫星工程通用的优选离子或霍尔电推进的对比分析方法:利用离子和霍尔电推进单机的质量模型,建立了离子和霍尔电推进系统的全质量模型;针对包括和不包括一次电源情况,应用系统全质量模型分别进行了全电推进GEO卫星轨道转移任务和全寿命(轨道转移和全位置保持)任务中两种电推进质量效益的对比分析,得到了卫星发射质量在1000~3000 kg范围内具有工程参考价值的结果。 展开更多
关键词 全电推进GEO卫星 质量模型 效能 对比分析 离子电推进 霍尔电推进
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LIPS-200离子推力器非预期电击穿特性的初步分析 被引量：4
5
作者 张雪儿 张天平 +1 位作者 李得天 孟伟 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期41-48,共8页
离子推力器的非预期电击穿现象直接影响其工程应用的工作可靠性,基于地面寿命试验中比较完整的非预期电击穿事件基础数据,采用基础数据对比分析、威布尔模型统计分析、因果关联推断与分析等方法,对LIPS-200离子推力器在地面12000 h寿命... 离子推力器的非预期电击穿现象直接影响其工程应用的工作可靠性,基于地面寿命试验中比较完整的非预期电击穿事件基础数据,采用基础数据对比分析、威布尔模型统计分析、因果关联推断与分析等方法,对LIPS-200离子推力器在地面12000 h寿命试验中的非预期电击穿现象进行了初步研究,获得了平均击穿频次、击穿事件的时间分布、分类统计击穿周期的威布尔分布等量化结果。分析表明,地面试验中LIPS-200平均击穿频次明显低于NSTAR等产品的主要原因是LIPS-200具有较低的栅间电场强度;其击穿事件具有明显的累计工作时间分布特性;采用双参数威布尔统计分析方法可以得到不同影响因素及机理下的击穿特征周期和击穿频次变化趋势。 展开更多
关键词 统计分析 威布尔模型 非预期电击穿 离子推力器 数据对比
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空心阴极耦合放电的寿命损耗机理研究综述 被引量：4
6
作者 赵志伟 张天平 +1 位作者 冉文亮 李璇 《火箭推进》 CAS 2023年第1期1-11,共11页
空心阴极和离子推力器或霍尔推力器的耦合放电与其和平板阳极的独立放电有明显差异,主要表现为工作特性不同和寿命大幅缩短等。基于空心阴极的设计寿命与其在推力器中实际寿命显著不同的事实,归纳分析了空心阴极在推力器中寿命缩短的主... 空心阴极和离子推力器或霍尔推力器的耦合放电与其和平板阳极的独立放电有明显差异,主要表现为工作特性不同和寿命大幅缩短等。基于空心阴极的设计寿命与其在推力器中实际寿命显著不同的事实,归纳分析了空心阴极在推力器中寿命缩短的主要原因,总结了推力器中电场、磁场、背景中性气体密度等因素对空心阴极寿命的影响机理研究现状,并提出需要进一步深化的主要研究内容。 展开更多
关键词 空心阴极 耦合放电 离子推力器 霍尔推力器 等离子体
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离子推力器栅极极限寿命优化 被引量：4
7
作者 张雪儿 张天平 +1 位作者 李得天 孟伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期442-450,共9页
离子推力器的极限寿命最终取决于栅极的极限寿命。针对LIPS-200离子推力器延长寿命到20000h以上的工程应用需求,在分析离子推力器极限寿命所对应关键失效模式及磨损机理的基础上,基于加速电压能够有效调节关键失效模式发展进程的工作机... 离子推力器的极限寿命最终取决于栅极的极限寿命。针对LIPS-200离子推力器延长寿命到20000h以上的工程应用需求,在分析离子推力器极限寿命所对应关键失效模式及磨损机理的基础上,基于加速电压能够有效调节关键失效模式发展进程的工作机制,提出了具有普适性的离子推力器栅极极限寿命优化的恒定加速电压方法和步进调节加速电压方法。结合LIPS-200离子推力器寿命试验的过程及最终结果数据,在完全继承推力器现有技术状态和成熟度的前提下,采用恒定加速电压方法可以将推力器的极限寿命从现有的14649h提高到17300h,采用步进调节加速电压方法可以将推力器极限寿命提高到20400h,从而实现LIPS-200延长寿命目标。 展开更多
关键词 极限寿命 离子推力器 优化方法 关键失效模式 加速电压
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基于QMU原理的离子推力器产品性能设计及验证方法 被引量：4
8
作者 张雪儿 张天平 李得天 《火箭推进》 CAS 2020年第5期73-79,共7页
基于裕度和不确定度量化(QMU)方法基本原理和离子推力器原理样机研制基础,提出了一种完成离子电推进工程产品性能设计及验证的方法,该方法包括产品性能表征、性能与其相关变量物理模型建立、相关变量不确定度确定、性能不确定度计算、... 基于裕度和不确定度量化(QMU)方法基本原理和离子推力器原理样机研制基础,提出了一种完成离子电推进工程产品性能设计及验证的方法,该方法包括产品性能表征、性能与其相关变量物理模型建立、相关变量不确定度确定、性能不确定度计算、性能裕度测试、性能裕度完全覆盖不确定度的确认等程序步骤。以LIPS-200E离子推力器产品为实例,根据产品特性对通用的验证方法进行合理简化,建立性能与相关变量间物理关系,利用理论计算和经验数据分析其比冲和推力等性能的相关变量及性能参数本身的不确定度,并以推力器工程样机的实际性能测试结果作为性能裕度,通过对比确认所测得性能裕度能够完全覆盖性能不确定度,证明了产品比冲及推力实际性能满足工程应用需求。 展开更多
关键词 性能设计 性能验证 QMU 离子推力器
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单模式LIPS-200离子推力器的寿命及可靠性定量评估 被引量：2
9
作者 张雪儿 张天平 李得天 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期214-220,共7页
针对离子推力器产品工作寿命及可靠性定量评估的难题,结合单工作模式LIPS-200离子推力器产品成熟度提升需求,通过寿命主要影响因素耦合分析,应用试验数据、数值模型和数理统计方法,提出了单工作模式离子推力器寿命及可靠性定量评估的可... 针对离子推力器产品工作寿命及可靠性定量评估的难题,结合单工作模式LIPS-200离子推力器产品成熟度提升需求,通过寿命主要影响因素耦合分析,应用试验数据、数值模型和数理统计方法,提出了单工作模式离子推力器寿命及可靠性定量评估的可行技术途径:通过分析模型、验证试验和数值模型之间的不断迭代实现各失效模式对应磨损模型的精细化;通过试验数据、精确化磨损模型抽样计算数据的样本检验获得准确的寿命概率威布尔分布参数;应用各失效模式对应寿命的三参数威布尔概率分布函数可进行具有工程应用任务针对性的离子推力器寿命及可靠性定量评估。 展开更多
关键词 离子推力器 定量评估 可靠性 寿命 威布尔分布
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LaB6空心阴极发射体失效的拓展寿命模型及可靠性定量评估 被引量：1
10
作者 李璇 张天平 张雪儿 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期856-862,共7页
空心阴极的寿命是制约离子推力器寿命及可靠性的关键因素之一,而发射体殆尽失效又是制约空心阴极寿命及可靠性的关键因素。在前面工作中,已建立了LaB6空心阴极工作在额定发射电流下时发射体的损耗过程及工作寿命预测模型,文章在此寿命... 空心阴极的寿命是制约离子推力器寿命及可靠性的关键因素之一,而发射体殆尽失效又是制约空心阴极寿命及可靠性的关键因素。在前面工作中,已建立了LaB6空心阴极工作在额定发射电流下时发射体的损耗过程及工作寿命预测模型,文章在此寿命预测模型的基础上提出了一种发射体寿命扩展模型,即发射体进一步消耗发射体下游顶端高温区域,利用扩展模型重新计算了发射体耗尽失效模式下空心阴极的寿命,并用威布尔统计规律及分析方法定量分析了空心阴极的可靠性,较基本模型而言,扩展模型中空心阴极的寿命及可靠性均得到明显提升。并且发射体温度分布对发射体寿命及可靠性有重要影响。 展开更多
关键词 空心阴极 LaB6 寿命预测模型 威布尔分布 可靠性定量评估
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