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电喷雾-单组元双模式推进系统发展现状及关键技术分析
1
作者 王睿 车碧轩 +2 位作者 张宇 周林 彭建誉 《火箭推进》 北大核心 2026年第1期1-16,共16页
电喷雾-单组元双模式推进系统是电-化学多模式推进的一种,由于两种推力器的结构都较为简单,部件较少,易于实现硬件共享和系统集成,可以有效地发挥多模式推进的优势,在近十来年得到了越来越多的研究。推进剂与推进系统的兼容性验证和推... 电喷雾-单组元双模式推进系统是电-化学多模式推进的一种,由于两种推力器的结构都较为简单,部件较少,易于实现硬件共享和系统集成,可以有效地发挥多模式推进的优势,在近十来年得到了越来越多的研究。推进剂与推进系统的兼容性验证和推力器的系统集成方案是电喷雾-单组元双模式推进系统的研究重点。除此之外,双模式推进的技术优势和应用评估也得到了广泛的研究。综述了电喷雾-单组元双模式推进系统的几种主要类型及其发展现状,从推进剂配方、推力器设计和推进剂贮供方案3个方向梳理了电喷雾-单组元双模式推进技术的关键技术,总结了其研究现状和面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望和建议。 展开更多
关键词 双模式 单组元推力器 电喷雾推力器 推进剂 贮供系统 关键技术
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10 cm考夫曼离子推力器放电室锥段结构特性分析及优化
2
作者 高梓涵 康会峰 +2 位作者 周兰英 鹿畅 夏广庆 《推进技术》 北大核心 2026年第2期306-316,共11页
基于提升10 cm考夫曼离子推力器性能的需求,对不同锥-柱角放电室内的磁场分布、等离子体密度以及原初电子的运动轨迹进行分析与优化。结果表明:60°及更小角度的锥段结构可以在放电室内形成良好的50 Gs包络面;45°的锥段结构在... 基于提升10 cm考夫曼离子推力器性能的需求,对不同锥-柱角放电室内的磁场分布、等离子体密度以及原初电子的运动轨迹进行分析与优化。结果表明:60°及更小角度的锥段结构可以在放电室内形成良好的50 Gs包络面;45°的锥段结构在放电室内主电离区的等离子体密度可以达到7.08×10^(18) m^(-3),且原初电子在放电室内的初次扩散覆盖率可以达到40%,相同时长阳极的损失量为36.8%,相对其他锥-柱角放电室损失量减少10%~20%。由于锥段结构的变化,放电室内底部和锥段附近的磁场分布产生变化,原初电子在磁场约束下的扩散效果以及损失情况发生变化,进而影响放电室内的等离子体分布,最终确定45°的锥段结构更为合适。 展开更多
关键词 离子推力器 放电室 锥-柱角 磁场分布 等离子体 电子轨迹
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双级阳极层推力器电离与加速特性试验
3
作者 田雷超 许嘉鑫 +3 位作者 刘佳 张岩 李林 杭观荣 《火箭推进》 北大核心 2026年第1期105-112,共8页
电离与加速的分离是双级阳极层推力器的关键。为了研究推力器的电离与加速特性,分析了各影响因素,通过试验研究了放电电压、加速电压和磁感应强度等因素对电离与加速特性的影响,并对推力器中电离与加速的分离进行了分析。结果表明:提高... 电离与加速的分离是双级阳极层推力器的关键。为了研究推力器的电离与加速特性,分析了各影响因素,通过试验研究了放电电压、加速电压和磁感应强度等因素对电离与加速特性的影响,并对推力器中电离与加速的分离进行了分析。结果表明:提高放电电压至最优值(150 V左右),可实现电离与加速的分离,从而实现双级阳极层推力器的设计目标,显著提升比冲,放电电压的最优值为150 V左右;电离与加速分离的本质是提高电离级的电离效率,使放电电流大于加速电流。因此,后续可通过结构设计和工作参数优化等方式来提高电离效率,以提高推力器的性能。 展开更多
关键词 双级阳极层推力器 电离与加速特性 放电电压 加速电压 磁感应强度
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双级阳极层霍尔推力器热优化分析
4
作者 陈兴锴 刘超 +10 位作者 郭宁 高俊 王尚民 李沛 孙明明 杨俊泰 何非 成荣 赵臻 王聪 包振廷 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第2期110-119,共10页
双级阳极层霍尔推力器的阳极与磁路过热问题,是制约该类型推力器广泛应用和功率密度提升的重要因素,研究采用有限元分析结合热平衡实验的方法,建立了较高可信度的热特性仿真模型。在推力器1.1 kW工况工作时,温度模拟值与实测值非常接近,... 双级阳极层霍尔推力器的阳极与磁路过热问题,是制约该类型推力器广泛应用和功率密度提升的重要因素,研究采用有限元分析结合热平衡实验的方法,建立了较高可信度的热特性仿真模型。在推力器1.1 kW工况工作时,温度模拟值与实测值非常接近,4个测温点平均误差为4.71%。并且在此模型的基础上,采用内绕线柱内填充热管,外壳阳极绝缘陶瓷填充等多种技术方案组合对推力器进行热设计优化后,推力器在2.15 kW工况工作时,零部件的温度降低至合理区间,优化后,该推力器功率密度提升95%。仿真结果可以为提升霍尔推力器出口功率密度提供指导,并对同类型推力器提供热特性分析数值方法。 展开更多
关键词 双级阳极层霍尔推力器 热特性 热设计优化 有限元分析
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电负性射频离子推力器研究现状及关键技术综述 被引量：1
5
作者 韩亚杰 刘璇 +3 位作者 李嘉惠 鹿畅 韩道满 夏广庆 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
电负性射频离子推力器作为一种新型的电推力器,凭借其无需外部中和器、自中和等优点,逐渐成为航天领域的研究热点.本文综述了国内外电负性射频离子推力器的研究现状和关键仿真技术,重点分析了射频放电室内等离子体输运特性和双栅极系统... 电负性射频离子推力器作为一种新型的电推力器,凭借其无需外部中和器、自中和等优点,逐渐成为航天领域的研究热点.本文综述了国内外电负性射频离子推力器的研究现状和关键仿真技术,重点分析了射频放电室内等离子体输运特性和双栅极系统的离子引出特点.针对电负性推力器独特的工质特性和正负离子的交替加速,本文还讨论了现有研究中的技术挑战和未来的研究方向.本文的研究为开发新型高效的电推进系统提供了理论依据和技术参考. 展开更多
关键词 电负性气体 电推进 射频放电 双栅极系统 离子推力器
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被动型离子液体电喷推力器寿命影响因素分析 被引量：1
6
作者 武志文 孙伟 +4 位作者 郭云涛 孙振宁 杜泽宁 李锦 王宁飞 《宇航学报》 北大核心 2025年第1期157-167,共11页
被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂... 被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂供给不稳定、电化学反应和提取极腐蚀。最后提出了延长被动型电喷推力器寿命的策略,包括使用小型化泵阀和自由液面储箱、开发与推力器工况相匹配的高比表面积电极和通过精密加工和装配技术获得更精确的电极参数。所提策略为被动型离子液体电喷推力器的设计和工程化应用提供了参考。 展开更多
关键词 电推进 被动型 离子液体 电喷推力器 寿命
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高精度可变推力离子推力器在轨飞行验证
7
作者 胡竟 杨福全 +7 位作者 王成飞 谷增杰 陈娟娟 郭德洲 张欣怡 贾艳辉 吴辰宸 耿海 《推进技术》 北大核心 2025年第12期183-191,共9页
某试验卫星搭载2台10 cm口径可变推力离子推力器以交替工作的模式开展了300 km以下近地轨道空间环境下的宽范围变推力能力、长期工作可靠性及空间环境适应性的在轨飞行验证。基于离子推力器的变推力调节工作原理与在轨验证策略,对10 cm... 某试验卫星搭载2台10 cm口径可变推力离子推力器以交替工作的模式开展了300 km以下近地轨道空间环境下的宽范围变推力能力、长期工作可靠性及空间环境适应性的在轨飞行验证。基于离子推力器的变推力调节工作原理与在轨验证策略,对10 cm口径可变推力离子推力器在轨飞行数据进行了分析评价,并与地面测试数据进行了比对。结果表明:10 cm口径可变推力离子推力器的技术方案合理、可行,宽范围精细化连续变推力的调节措施正确、有效,推力器在轨工作参数与地面试验数据的一致性良好,性能参数及其变化规律符合设计要求,其在98.3~585.3 W功率内可实现1.39~20.05 mN的变推力调节,比冲控制在547~3 056 s内,15 mN及20 mN工作点的推力闭环精度均稳定在1%以内。截至2025年6月,离子推力器入轨飞行近两年时间,已累计点火工作约5 800 h,开关机超过10~4次,工作性能稳定,参数状态正常,无异常衰退迹象。 展开更多
关键词 试验卫星 变推力 离子推力器 在轨飞行 天地差异
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适用于微纳卫星的长寿命电喷推力器设计与性能研究
8
作者 李锦 郭云涛 +5 位作者 李芃锟 孙伟 杜泽宁 卑逸 高维富 武志文 《推进技术》 北大核心 2025年第12期231-242,共12页
微纳卫星在低轨执行长期空间任务时需要轨道维持,对微推进系统的体积、重量、功率、总冲提出了要求。离子液体电喷推力器具备体积小、质量轻、功率低以及羽流自中和的特点,是微纳卫星最具潜力的推进技术之一。但目前此类推力器存在寿命... 微纳卫星在低轨执行长期空间任务时需要轨道维持,对微推进系统的体积、重量、功率、总冲提出了要求。离子液体电喷推力器具备体积小、质量轻、功率低以及羽流自中和的特点,是微纳卫星最具潜力的推进技术之一。但目前此类推力器存在寿命低、总冲小的问题,仍无法满足微纳卫星长期轨道维持的空间任务需求。本文以一颗质量为10 kg的6U立方星在600 km轨道运行一年为例,计算了其轨道维持任务的总冲需求,设计了单模块离子液体电喷推力器样机,并对其进行了形貌测试、电学测试、推力测试和寿命测试。推力器样机尺寸为48 mm×48 mm×28 mm,干重80 g,在-3 500~-2 000 V以及2 000~3 500 V的电压范围内工作,最大功率为2.0 W,实测推力输出为3~37μN,预估推力最高可达50μN。经过600 h的寿命实验测试,计算得到总冲为21.33 N·s,真实比冲为544~801 s。在此基础上拓展至多模块样机,有望满足微纳卫星长期轨道维持的总冲需求。 展开更多
关键词 微纳卫星 轨道维持 离子液体电喷推力器 寿命 总冲
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12.5 kW霍尔推力器热设计措施的有效性分析研究
9
作者 孙明明 孔繁庭 +2 位作者 杨俊泰 李沛 王尚民 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期91-101,共11页
为了对取消散热板后的12.5 kW霍尔推力器的热设计优化提供工程指引,计算了推力器热耗并校准了热模型,之后采用有限元仿真结合热平衡试验验证对12.5 kW霍尔推力器的不同热设计措施的有效性进行了分析。结果显示,在取消散热板后,推力器各... 为了对取消散热板后的12.5 kW霍尔推力器的热设计优化提供工程指引,计算了推力器热耗并校准了热模型,之后采用有限元仿真结合热平衡试验验证对12.5 kW霍尔推力器的不同热设计措施的有效性进行了分析。结果显示,在取消散热板后,推力器各部件平均温升达到50~150℃,在考虑推力器主要的热量传递路径后,提出6种热设计措施并分别进行仿真分析。分析结果表明,措施4和措施6,即阻断空心阴极与内线圈的辐射热交换以及提高导磁底座外磁屏和外线圈套筒的发射系数,对控制内线圈及导磁底座的温升具有显著影响。基于措施1即阻断内线圈和导磁底座之间的热传导,在二者间增加了厚度为5 mm隔热垫并开展了热平衡试验验证。结果显示,各部件的仿真值与实测值的比对误差均小于10%,而导磁底座和外壳处的温度比对误差最大,这是由于试验中仍存在轴向热传导所导致。比对结果验证了针对措施1所开展仿真分析的准确性,同时也间接证明了措施4组合措施6的降温效果有效性。 展开更多
关键词 霍尔推力器 热边界 热设计 热量传递
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霍尔推力器中电子碰撞及等离子体密度和磁场梯度激发的不稳定性 被引量：4
10
作者 杨三祥 赵以德 +7 位作者 代鹏 李建鹏 谷增杰 孟伟 耿海 郭宁 贾艳辉 杨俊泰 《物理学报》 北大核心 2025年第2期173-183,共11页
在霍尔推力器中,电子漂移、电子碰撞,以及等离子体密度、温度、磁场梯度所蕴含的自由能会驱动各种频率和波长的不稳定性.不稳定性的存在会破坏等离子体的稳定放电,削弱推力器与电源处理单元的匹配度,降低推力器的性能.基于此,本文利用... 在霍尔推力器中,电子漂移、电子碰撞,以及等离子体密度、温度、磁场梯度所蕴含的自由能会驱动各种频率和波长的不稳定性.不稳定性的存在会破坏等离子体的稳定放电,削弱推力器与电源处理单元的匹配度,降低推力器的性能.基于此,本文利用基于流体模型推导的色散关系研究了霍尔推力器中由电子碰撞、等离子体密度和磁场梯度驱动的不稳定性.结果表明:1)在考虑电子惯性、电子与中性原子的碰撞,以及电子E×B漂移时能够在推力器近阳极区到羽流区内的任一轴向位置处激发不稳定性.随着角向波数ky的增大(k=2π/λ,λ为波长),模式将从由碰撞激发的低杂波不稳定性转变为离子声波不稳定性.当ky=10 m−1时,最大增长率γ_(max)对应频率ωr随着碰撞频率νen的增大而轻微减小;当ky=300 m−1时,γ_(max)对应的频率ωr以及最大频率ω_(rmax)几乎不随碰撞频率变化.不依赖于ky的大小,对于碰撞激发的不稳定性,模式的增长率随着碰撞频率的增大而增大.2)同时考虑电子惯性、电子碰撞效应,以及密度梯度时,密度梯度对驱动不稳定性占主导作用.模式的动力学行为不会随ky的增大而变化,但模式的本征值随ky的增大而增大.在密度梯度κN=0的两侧,由于密度梯度引起的抗磁性漂移频率ωs的符号发生了变化,模式的本征值在κN=0两侧有相反的变化趋势:当ω∗与ωr符号相反时,密度梯度对不稳定性的激发有削弱作用(κN>0);当ω∗与ωr符号相同时,密度梯度对不稳定性的激发有增强作用(κN<0).3)在模型中同时考虑等离子体密度梯度、磁场梯度,以及电子惯性和碰撞效应时,模式本征值的变化依赖于电子的漂移频率,以及密度和磁场梯度引起的抗磁性漂移频率的相对大小.当仅包含密度梯度和磁场梯度时,推力器放电通道内将出现稳定窗,即增长率为0的区间;包含电子惯性和碰撞效应后,稳定窗消失. 展开更多
关键词 霍尔推力器 密度梯度 磁场梯度 电子碰撞 不稳定性
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水工质空间电推进技术研究进展 被引量：2
11
作者 夏博涵 鹿畅 +4 位作者 康会峰 夏广庆 孙斌 陈冲 韩亚杰 《航空动力学报》 北大核心 2025年第11期328-340,共13页
电推进技术以其高比冲、效率高和寿命长等优势,已经成为继冷气和化学推进之后的主要空间推进方式之一。以水为工质的电推进因其无毒、无污染、价格低廉的特点,逐渐引起广泛关注。本文系统总结了国内外水工质电推进技术的研究现状,根据... 电推进技术以其高比冲、效率高和寿命长等优势,已经成为继冷气和化学推进之后的主要空间推进方式之一。以水为工质的电推进因其无毒、无污染、价格低廉的特点,逐渐引起广泛关注。本文系统总结了国内外水工质电推进技术的研究现状,根据水工质加速方式不同,将其分为电热式、电磁式和静电式三类推进方式进行总结。研究结果表明:水工质电热式推进技术在地面实验和在轨验证中取得了显著进展,已实现较高的成熟度;水工质电磁式和静电式推进技术尚处于发展阶段。水工质电推进技术的未来发展方向包括与化学推进技术的结合、多模态推进系统的设计以及在深空探测任务中的进一步应用。水作为绿色环保的推进工质,展现出其在多种推进方式中的应用潜力,有望为未来空间任务提供更加高效、灵活的推进解决方案。 展开更多
关键词 空间推进 水工质 电热加速 电磁加速 静电加速
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超低轨道吸气式电推进技术研究进展与展望 被引量：1
12
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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电推进领域中的等离子体激光诱导荧光诊断技术
13
作者 杨雄 雷清雲 +4 位作者 程谋森 张帆 郭大伟 李小康 王磊 《推进技术》 北大核心 2025年第12期160-182,共23页
激光诱导荧光(Laser-Induced Fluorescence,LIF)技术作为一种非侵入式等离子体诊断方法,凭借其高时空分辨率、高选择性和高灵敏度的显著特性,在电推力器研究发展过程中发挥着重要作用。基于时空分辨特性,LIF技术可分为时间平均LIF与时... 激光诱导荧光(Laser-Induced Fluorescence,LIF)技术作为一种非侵入式等离子体诊断方法,凭借其高时空分辨率、高选择性和高灵敏度的显著特性,在电推力器研究发展过程中发挥着重要作用。基于时空分辨特性,LIF技术可分为时间平均LIF与时间分辨LIF两大类,前者适用于稳态或准稳态的等离子体诊断,后者适用于点火瞬变、振荡等动态现象的观测。本文系统阐述了LIF诊断的物理原理、光谱模型及参数反演方法,对两类LIF技术的基本方法、应用现状等展开了分析和综述,对未来电推进LIF诊断技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 激光诱导荧光 电推进 羽流诊断 时间分辨技术 综述
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离子液体电喷推力器仿真及性能优化分析
14
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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微波驱动的电子回旋共振阴极研究综述
15
作者 曾明 靳旭红 +3 位作者 刘辉 任昱康 孙兆伟 于达仁 《推进技术》 北大核心 2025年第12期79-97,共19页
微波电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR)阴极是一种等离子体阴极,通过电子回旋共振加热能提高等离子体密度,可引出几毫安到超过1 A的电子电流,具有结构简单、易操作、工质适应性强、工作温度低(常温)等优势,适用于百瓦级... 微波电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR)阴极是一种等离子体阴极,通过电子回旋共振加热能提高等离子体密度,可引出几毫安到超过1 A的电子电流,具有结构简单、易操作、工质适应性强、工作温度低(常温)等优势,适用于百瓦级及以下小功率电推进系统,在微小卫星、深空探测及超低轨吸气式推进任务中展现出显著应用潜力。本文从ECR阴极的工作原理及主要过程出发,系统综述了微波ECR阴极的核心研究进展:阐明其工作原理(ECR加热-磁镜约束-电离碰撞-电子引出的多物理场耦合过程)与特性(高电流密度、宽工质兼容性);从样机研制(日本μ1/μ10型、国内改进型)、仿真研究(PIC/MCC模型揭示等离子体产生与电子引出机制)、寿命可靠性(溅射污染、航天器表面条件影响)及变工质可行性(氙/氩/氪/氮/水等工质性能差异)四方面总结国内外关键技术突破,展望了仍需解决的问题与挑战。研究表明,微波ECR阴极已逐步从实验室验证走向工程应用,未来需进一步深化多物理场耦合机制、材料抗侵蚀设计及多工质适配技术,以支撑其在更复杂空间任务中的推广。 展开更多
关键词 电子回旋共振阴极 电推进 中和器 微波等离子体 综述
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轴向环-尖混合磁场微型直流离子推力器构型对束流角影响的研究
16
作者 王云冰 武志文 +3 位作者 成志航 陈茂林 孙伟 郭云涛 《推进技术》 北大核心 2025年第12期243-255,共13页
为研究轴向环-尖混合磁场微型直流离子推力器构型对束流角的影响,本研究采用朗缪尔探针对特定工况下推力器放电室内等离子体开展诊断,构建放电室放电模型,并通过实验测试探究放电室长径比与栅极构型对束流角的作用规律。基于栅极系统建... 为研究轴向环-尖混合磁场微型直流离子推力器构型对束流角的影响,本研究采用朗缪尔探针对特定工况下推力器放电室内等离子体开展诊断,构建放电室放电模型,并通过实验测试探究放电室长径比与栅极构型对束流角的作用规律。基于栅极系统建立束流引出模型,将放电模型输出的放电室下游等离子体参数作为栅极上游边界条件输入,仿真模拟放电室长径比及栅极构型对束流引出的影响,仿真结果与实验数据吻合良好。结果表明:增大栅极间距和加速栅孔径导致束流发散,与小孔径加速栅相比,大孔径加速栅粒子透过率减小了49.8%;存在一个放电室尺寸使放电室碰撞电离充分,且下游出口等离子体密度较大;在该栅极系统下,增大下游出口等离子体密度有助于束流集中。 展开更多
关键词 离子推力器 束流引出 带电粒子追踪 束流角 ARCH放电
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无热子空心阴极点火电压的温度敏感性研究
17
作者 李智雄 王一白 +3 位作者 张仲恺 罗梓浩 孙宇哲 汤海滨 《推进技术》 北大核心 2025年第12期256-262,共7页
目前有关无热子空心阴极(HHC)启动特性的研究多基于常温及以上温度条件,但空间应用的近地轨道典型温度为-65~125℃,开展低温条件的HHC启动特性研究对于分析其受温度敏感影响十分必要。本文完成了HHC设计与辐射温控实验系统搭建,利用真... 目前有关无热子空心阴极(HHC)启动特性的研究多基于常温及以上温度条件,但空间应用的近地轨道典型温度为-65~125℃,开展低温条件的HHC启动特性研究对于分析其受温度敏感影响十分必要。本文完成了HHC设计与辐射温控实验系统搭建,利用真空模拟环境设备,测量了不同初始温度下HHC的启动电流与电压参数,分析研究了HHC点火电压随初始温度的变化规律。实验结果表明,不同初始温度下HHC的点火电压均与帕邢定律定性吻合;但初始温度变化会导致点火电压曲线发生系统性偏移,低温导致向特征值左方向偏移,高温导致向右方向偏移;在低温条件下,点火电压曲线更加陡峭,高温时则趋于平坦;并且在不同启动温度下,最小点火电压基本保持不变。理论分析表明,该偏移现象主要源于温度变化引起的电子与中性粒子非弹性碰撞平均自由程改变,导致帕邢定律对应参数数值变化引起曲线偏移。根据实验结果,本文提出了温度系数来修正理论模型,有效预测出目标温度下的点火电压需求。 展开更多
关键词 无热子空心阴极 温度敏感性 帕邢曲线 启动特性 电推进 点火电压
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永磁喷管对毛细管型脉冲等离子体推力器羽流的影响特性研究
18
作者 靳丽云 李林 +4 位作者 贾晴晴 周珂辉 孙安邦 丁卫东 王亚楠 《推进技术》 北大核心 2025年第3期274-284,共11页
毛细管型脉冲等离子体推力器能够在低功率条件下实现较高的总体效率,具有良好的发展前景。为了进一步提升微型电推进系统性能,本文建立基于永磁体的磁喷管结构,对毛细管推力器羽流特性开展研究,利用光电联合诊断系统,分析“收敛-扩张”... 毛细管型脉冲等离子体推力器能够在低功率条件下实现较高的总体效率,具有良好的发展前景。为了进一步提升微型电推进系统性能,本文建立基于永磁体的磁喷管结构,对毛细管推力器羽流特性开展研究,利用光电联合诊断系统,分析“收敛-扩张”和“扩张”型磁场拓扑下推力器羽流特性,讨论了磁喷管中的等离子体加速机制。实验结果表明,磁喷管引发二次电离过程,磁喷管的磁场拓扑能对等离子体羽流产生径向收缩和轴向加速效应,提高推力器的推进性能。在一定范围内磁场越强,磁喷管约束和加速效果越好。使用23.3 mm厚度(B_(max)=0.30 T)磁体时离子速度可达30.08 km/s,比无磁喷管时提升了20%。改变磁场构型时,扩张型磁场可以加速更多的快离子。 展开更多
关键词 毛细管脉冲等离子体推力器 磁喷管 等离子体羽流 二次电离 粒子加速
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μHT-1推力器工作参数宽范围调节下束流特性实验研究 被引量：1
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作者 黄丹 龙建飞 +3 位作者 成烨 王嘉彬 徐禄祥 杨威 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2119-2128,共10页
面向空间引力波探测任务需求,设计了瓦级微功率霍尔推力器μHT-1,并对该推力器的束流特性进行实验研究。采用法拉第探针结合三维移动机构进行诊断,获取阳极电压700~1200 V、阳极工质流量0.1~0.5 sccm宽范围工况下束流离子电流密度分布,... 面向空间引力波探测任务需求,设计了瓦级微功率霍尔推力器μHT-1,并对该推力器的束流特性进行实验研究。采用法拉第探针结合三维移动机构进行诊断,获取阳极电压700~1200 V、阳极工质流量0.1~0.5 sccm宽范围工况下束流离子电流密度分布,并进一步分析总束流值、阳极电流、电流利用率、发散角等参数变化趋势。测试结果表明:μHT-1推力器可在宽范围工况下稳定工作,束流呈现出较好的轴对称分布特性;离子电流密度沿轴向逐渐减小,沿径向双极扩散;阳极电压和阳极工质流量分别通过影响电子平均温度和通道中性原子密度分布的方式,使得电流利用率与发散角呈现出增长的趋势;推力器总束流与阳极工质流量、阳极电压均呈现线性增长特性。 展开更多
关键词 微功率霍尔推力器 束流特性 离子电流密度 等离子体诊断 实验研究
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宽范围低推力可调节胶体推力器脉冲宽度调制
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作者 勾应翠 庞爱平 +1 位作者 刘辉 王泰卜 《载人航天》 北大核心 2025年第1期34-43,共10页
针对引力波探测卫星的微型推进系统需为航天器提供超低干扰的静态载荷平台,对推力器推力提出了“宽范围可调节”的性能指标。胶体推力器因其发射极尺寸小,推力水平通常仅为0.1μN量级,通过增加发射极数量提高推力上限,并采用脉冲调制策... 针对引力波探测卫星的微型推进系统需为航天器提供超低干扰的静态载荷平台,对推力器推力提出了“宽范围可调节”的性能指标。胶体推力器因其发射极尺寸小,推力水平通常仅为0.1μN量级,通过增加发射极数量提高推力上限,并采用脉冲调制策略降低胶体推力器的推力下限。实验结果表明:增加发射极数量能使推力上限从1.61μN上升至4.58μN,而采取脉冲调制技术可降低单发射极推力器推力下限,使得推力从0.65μN降低至0.07μN,实现低于0.1μN量级的推力下限,显著拓宽了推力调节范围,为满足高精度引力波探测任务的需求提供了技术保障。 展开更多
关键词 胶体推力器 脉冲宽度调制 推力范围 推力下限
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