离子推进系统中C_(60)推进剂的理论与试验研究

作     者：Carsten A. Scharlemann 姜睿 

出 版 物：《控制工程（北京）》 (Aerospace Control and Application)

年 卷 期：1998年第5期

页      面：43-49页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：离子推进系统 试验 碳60 推进剂 

摘      要：C_(60)的离子质量大、一次电离势能低,且电子碰撞电离截面积大,因而C_(60)作为离子发动机推进剂有潜在的优越性。为评价C_(60)的优势,必须计算诸如推力与离子束功率之比这类特征参数和不同的效率。计算结果表明,与Xe推进剂相比,在同等功率的条件下,用C_(60)作推进剂可使所需的离子束功率减少达57%,从而减轻了电源质量,提高了有效载荷能力。对不同效率的计算结果表明,C_(60)离子发动机的整体效率明显提高,特别是质量效率和电效率比用Xe推进剂的离子发动机效率提高很多。加上C_(60)分子结构的极度灵活性。使得栅极系统的烧蚀非常低,从而延长了发动机寿命。用C_(60)作推进剂的最主要问题是其性能对温度极敏感。高温,则C_(60)分子裂解;低温,则C_(60)分子又会在发动机内壁重新固化。这两种情况都会降低质量效率。因此,对某一特定离子源要进行大量试验,才能确定该离子发动机的温度特性。理论和试验研究表明,以C_(60)为工质的推进系统,其温度窗口为400℃～700℃。