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题名航天器高压太阳电池阵一次放电的诱发微观过程研究
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作者
尉德杰
武建文
朱立颖
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机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
北京空间飞行器总体设计部
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出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第22期7387-7398,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52377130)。
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文摘
高压太阳电池阵在低地球轨道(LEO)等离子体环境中极易发生一次放电,影响其绝缘性能和正常工作,威胁航天器的安全运行。该文首先基于电流平衡方程,采用粒子云网格(PIC)法,对航天器在低地球轨道等离子体环境中的表面充电效应进行仿真,得到了阴影区和光照区等不同工况下表面电位分布及等离子体鞘层厚度,并利用有限元法计算了三结合处宏观电场分布。然后,基于尖端场致发射效应,建立了一次放电诱发微观模型,探究诱发微观过程,获得了不同偏压的诱发规律、尖端变化及局部微观粒子分布,并分析了该模型忽略空间电荷效应的合理性。最后,通过地面模拟实验系统测得一次放电偏压阈值和电流波形,分析了仿真与实验结果存在差异性的原因。该研究对揭示空间高压太阳电池阵一次放电微观机理及风险评估具有重要的理论指导意义。
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关键词
高压太阳电池阵
等离子体
表面充电效应
一次放电
尖端场致发射
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Keywords
Highvoltage solar array
plasma
surfacechargingeffect
primary discharge
tipfieldemission
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分类号
TM81
[电气工程—高电压与绝缘技术]
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