离子推力器c栅极研究
离子推力器内部等离子体的微观特性研究
离子推力器内部等离子体的微观特性研究
陈娟娟;耿海;龙建飞;吴辰宸;贾艳辉;郭宁
【期刊名称】《真空与低温》
【年(卷),期】2022(28)5
【摘要】放电室是离子推力器产生等离子体的主要区域,放电室气体放电过程中的电势振荡导致阴极下游产生的大量高能离子不断轰击溅射刻蚀空心阴极触持极,长时间后,触持极顶被磨损穿透,阴极顶和阴极管也受到离子的轰击。
提出了一种解析方法,运用解析数学工具,研究放电室内磁感应强度、电场强度等对离子运动轨迹和等离子体振荡频率的影响,从数学角度描述放电室气体放电过程和等离子体振荡特性。
最终得到非平衡态下的离子含时演化方程、准平衡态下的等离子体动态特性曲线和放电室性能曲线。
【总页数】10页(P514-523)
【作者】陈娟娟;耿海;龙建飞;吴辰宸;贾艳辉;郭宁
【作者单位】兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室;南华大学【正文语种】中文
【中图分类】V439.1
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面电流影响的数值模拟4.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5.不同工质材料毛细管型脉冲等离子体推力器工作特性研究
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2024年江苏省苏北四市联考高考一模全真演练物理卷
2024年江苏省苏北四市联考高考一模全真演练物理卷一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)第(1)题如图所示，一个带正电的绝缘圆环竖直放置，圆环半径为R，带电量为，电荷量均匀分布在圆环表面上，将一正试探电荷从圆环中心偏右侧一点（图中未画出）的位置静止释放，试探电荷只在电场力的作用下沿着中心轴线向右侧运动，则下列说法正确的是（）A．试探电荷将向右先加速后减速B．试探电荷的加速度逐渐减小C．当试探电荷距离圆环中心为时，其加速度最大D．将圆环所带电量扩大两倍，则加速度最大的位置右移第(2)题在x 轴方向存在一静电场，其φ-x 图像如图所示，一电子以一定的初速度沿x 轴从O 点运动到x4，电子仅受电场力，则该电子（）A．在x1 处电势能最小B．从x2到x3受到的电场力和从x3到x4受到的电场力方向相反C．在x1处受到的电场力最大D．在x3处电势为零，电场强度也为零第(3)题如图是建筑工地上“打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提起，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下落回深坑。
（夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程）。
已知两个滚轮边缘的线速度恒为，滚轮对夯杆的正压力，滚轮与夯杆间的动摩擦因数，夯杆质量，坑深，假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，取，下列说法正确（ ）A．每次夯杆上升过程中匀加速运动的时间为B．夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，加速度的大小为C．每次夯杆底端从坑底到坑口过程中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量为D．每次夯杆底端从坑底到坑口过程中，电动机多消耗的电能为第(4)题图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。
从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。
已知，下列说法正确的是（）A．时，穿过线圈平面的磁通量最大B．时，线圈中感应电流的方向为DCBADC．E、F之间电压的瞬时值表达式为D．当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A第(5)题下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（）A．电场强度E B．电势φC．电势能E p D．电势差U第(6)题如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。
离子液体静电喷雾推力器研究进展及关键技术
离子液体静电喷雾推力器研究进展及关键技术
杨云天;李小康;郭大伟;车碧轩;程谋森
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2021(42)12
【摘要】综合文献及作者实践,介绍了离子液体静电喷雾推力器(ILET)的工作原理和特点。
从ILET工作过程数值分析研究、结构研究、性能测试及束流诊断三方面总结了离子液体静电喷雾推力器的研究现状。
在此基础之上总结和评述了数值模拟技术、高精度制造与装配、微功率高压电源、推力器性能测试等推力器研制过程涉及的关键技术及存在的困难。
最后针对离子液体静电喷雾推力器技术和未来应用,给出了相关认识和建议。
【总页数】11页(P1579-1589)
【作者】杨云天;李小康;郭大伟;车碧轩;程谋森
【作者单位】国防科技大学空天科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】V439.4
【相关文献】
1.离子推力器挡板通道等离子体模型研究进展
2.离子推力器放电室等离子体诊断技术研究进展
3.电子回旋共振离子推力器放电室等离子体静电探针诊断
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离子推力器羽流沉积对卫星热控影响研究
离子推力器羽流沉积对卫星热控影响研究林骁雄;陶家生;温正【摘要】离子推力器的羽流是等离子体,等离子体的组成是带电粒子,这与传统的化学推进系统的羽流成分有很大不同,带电粒子有在卫星表面吸附的倾向,会形成羽流沉积污染.这种羽流沉积会改变卫星表面的吸收率和发射率,从而影响卫星的热控性能.为了预测离子推力器的羽流对卫星的热控性能的影响,建立了离子推力器羽流模型.所建模型采用了工程化离子推力器的在卫星上的布局位置和离子推力器的工作参数,模拟了离子推力器的正离子与中和电子束在工程化中分置的实际情况,使模型更为符合实际.通过数值模拟得到了离子、电子、中性粒子的空间分布,电场分布,得到了钼粒子在卫星表面的分布及沉积厚度,比较了模型计算的离子分布与实验获得的离子分布情况,说明了模型分析的正确性,给出了卫星表面热性能的变化及局部区域温升的最大包络可达二十多度的结果.%The ion electric thruster plume is plasma that consists of charged particles,which has a tendency to be adsorbed onto satellite surface.The deposition of the plume can change the absorptivity and emissivity of the satellite surface,which has a negative influence on thermal control property of the satellite.In order to predict this influence,a ion thruster plume model was built.The layout position and working parameters of an engineering ion thruster are adopted in the model to simulate the actual conditions of positive ion and electron beam,which makes the model more in accord with reality.The spatial distribution and electric field distribution of ions,electrons and neutral particles,and deposition distribution of molybdenum particles on satellite surface were obtained with numerical simulation.The ion distributions gotby simulation calculation and experiment was compared,which validated the correctness of the model analysis.The thermal property of the satellite surface and the maximum envelope of temperature increase in local region of the satellite surface are given in this paper.【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2017(043)002【总页数】9页(P9-17)【关键词】离子推力器;羽流建模;卫星热控;羽流沉积【作者】林骁雄;陶家生;温正【作者单位】中国空间技术研究院通信卫星事业部,北京100094;中国空间技术研究院通信卫星事业部,北京100094;中国空间技术研究院通信卫星事业部,北京100094【正文语种】中文【中图分类】V434-34电推力器在卫星上作为主推力器在国外已经在轨应用[1-2]，国内已有化学推力器与电推力器混合应用的卫星，全电推进卫星也已在研[3]。
电推进应用技术发展动态研究
电推进应用技术发展动态研究潘海林、沈岩、毛威、丁凤林（中国空间技术研究院控制与推进事业部）摘要本文介绍了国外电推进应用技术发展动态，尤其是美国、俄罗斯、欧洲、日本等主要航天强国在电推进技术空间应用方面的成功范例，以及国外在电推进应用过程中遇到的问题和应对策略，通过对国外典型电推进平台的情报研究和分析，可以发现电推进应用的关键技术及我院目前亟需解决的核心技术问题，为我们今后电推进应用与发展研究提供参考，加速电推进的研究与应用步伐，少走弯路。
关键词电推进离子推力器霍尔推力器应用技术地面验证1 前言电推进作为一种先进的推进技术，由于其高比冲的优势，在先进国家的卫星平台上已经得到日渐广泛的应用。
降低系统质量、提高寿命、增加有效载荷，已经成为衡量一颗卫星先进性的重要指标。
除了应用在长寿命通讯卫星上以提高卫星平台性能外，电推进更可以完成常规推进系统无法完成的任务，如深空探测、星际旅行等需要大ΔV的任务以及需要精确姿态控制的卫星、微小卫星、卫星星座组网控制等任务。
因此，电推进系统的工程应用，不仅可以节约推进剂、提高寿命，对于未来的深空探测任务以及电推进技术的发展也具有重要的意义。
我国进行电推进的研究已经有三十多年的历史，先后有中国航天科技集团公司五院510所、八院801所、五院502所、中科院空间中心、国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、北京航空航天大学等科研院所和高校参与了电推进的研究。
其中五院510所和八院801所近年来开展了工程样机的研制，已经取得了一定进展，目前主要性能指标已经接近或达到国际先进水平，具备了进行工程应用的基本条件。
而电推进系统要投入工程应用，除了需要开展电推力器或电推进系统本身的研究以外，还需要对电推进的应用技术开展研究，主要是对应用电推进系统以后，对整星的布局、控制方案、能源、结构、热控、可靠性等各方面带来的影响以及应对方案，从而为我国下一步电推进系统的工程应用工作提供参考。
2电推进的研究和应用情况2.1电推进的基本概念电推进系统利用太阳电池帆板或核反应堆发电产生的电能给推进剂提供能量，使推进剂可以产生远高于普通化学推力器产生的喷气速度。
30cm
Ｏ ． ７ ５ （ 无 量纲 数） 之间， 并且 指 出推 力 器 直径 变 化 对 前端 磁 极 间 距 基 本无 影 响 ， 而 对后 端 磁 极 间距 有 较 小 影
响 。２ ０ ０ ６年美 国 Ｗｒ ｉ ｇ ｈ ｔ 州立 大 学 Ｏｇ ｕ ｎ ｊ ｏ ｂ ｉ 等 再次 对 推力器 磁场 结构 开 展 研究 ］ ， 重点 关 注磁 场 对 于 电子 的 约束 长 度 、 离子 分布 和 放 电稳定 性 的影 响 。研 究认 为 磁极 间距在 １ １ ～１ ６ ｃ ｍ 范 围 内可 以对 电子 实现 最大 的约 束 长度 ， 最大 约束 长 度在 ５ Ｏ ． ６ ７ ｍ； 当推力 器 口径 大于 ２ ５ ｃ ｍ 时， 采用 ３ ～ ４个 磁极 可 以更 好 地约 束 电子运 动 ； 磁极 的极 化方 向应 当与放 电 室壁法 线平 行 。 本文 根 据 国外 总结 的磁 场设计 经 验 ， 主要从 理论 出发研 究 了 ３ ０ ｃ ｍ 的磁 场结构 设计 ， 并 根据 磁场 仿真 结果
断面 的最 大磁 场强 度对 于 电子 和离子 的磁 约束 非 常 重 要 ， 可 以影 响推 力 器 效 率 。２ ０ ０ ５年 美 国 ｈ ｐ ａ ｎ ｄ ｅ等对 ３极 磁场 的结 构设 计进 行 了研 究 ］ ， 利 用 Ｍａ ｘ ｗｅ ｌ ｌ 一 ２ Ｄ对 ２ ０ ｃ ｍ和 ４ ０ ｃ ｍ 口径 离子 推 力 器
孙明明， 吴先明， 龙建飞
（ 兰 州 空 间 技 术 物 理研 究 所 真空 技 术 与 物 理 重 点 实 验 室 ，兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 为了对 ３ ０ ｃ ｍ 口径 离 子 推 力 器 的磁 场 设 计 提 出合 理 建 议 ， 研 究 了 四极 磁 场 结 构 下 ， 不 同尺 寸 的 磁 极 宽 度 和 磁 极 间 距 对 磁 极 表 面 磁 场 强 度 和 放 电 室 电 子 约 束 长 度 的影 响 ， 并 利 用 Ｍａ ｘ ｗ ｅ ｌ ｌ 一 ３ Ｄ磁 场 分 析 软 件
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离子推力器c栅极研究
结果
由于离子推力器的电场在具有对称轴的多极结构中均匀分布，因此离子推
进器在c栅极构件中的发射效率较高，而c栅极可大大改善离子推进器的
发射效率和发射精度。
研究表明，采用c栅极构件的离子推进器的发射速度可达到10km/s左右，而传统的离子推进器的发射速度只有7km/s左右。
另外，采用c栅极构件
的离子推进器的离子束分散度可达到0.1°左右，而传统的离子推进器的
分散度为0.4°左右。
这表明采用c栅极构件的离子推进器可以大大改善
离子束的分散度，从而提高其推进器的精度和性能。
另外，使用c栅极构件能够有效抑制离子束束中的电离子，从而减少离子
束的噪声水平，提高离子束发射射束的稳定性，优化离子推进效率。
总之，c栅极构件可以有效改善离子推进器的性能，提高其发射效率和精度。