多模式离子推力器输入参数设计及工作特性研究
Design of input parameters and operating characteristics for multi-mode ion thruster作者机构：兰州理工大学机电工程学院兰州730050 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730000
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2022年第71卷第7期
页 面：259-267页
核心收录：
学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0702[理学-物理学]
基 金：国家自然科学基金(批准号:61601210) 甘肃省科技计划项目(批准号:21JR7RA744) 中国空间技术研究院杰出青年人才基金资助的课题。
摘 要：针对我国小行星探测任务对电推进系统离子推力器设计要求,基于等离子体基本理论建立了多模式离子推力器输入参数与输出特性关系,完成各工作点下屏栅电压、束电流、阳极电流、加速电压,流率等输入参数设计,采用试验研究和理论分析的方法研究了推力器工作特性.试验结果表明:在设计输入参数下,23个工作点推力最大误差小于3%,比冲最大误差小于4%,在功率为289—3106 W下,推力为9.7—117.6 mN,比冲为1220—3517 s,效率为23.4%—67.8%,电子返流极限电压随着推力增加单调减小,最小、最大推力下分别为-79.5 V和-137 V,放电损耗随着功率增大从359.7 W/A下降到210 W/A,并在886 W时存在明显拐点,效率随功率增大而上升,在1700 W后增速变缓并趋于稳定,在轨应用可综合推力器性能、任务剖面要求、寿命,合理设计输入参数区间,制定控制策略.
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