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碘工质霍尔推力器原理样机设计与实验研究

真空科学与技术学报 2022年第6期42卷 456-461页

作者：徐宗琦田雷超叶展雯王平阳杭观荣上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

氙气作为电推力器常用的推进剂,针对其具有自然界储量稀少,价格昂贵且提纯难度高的特点,采用电离能与氙相似的固态碘作为替代工质进行霍尔推力器点火实验来研究其基本性能。实验结果表明,控制贮供与推进系统的温度可以使进入放电通道的... 详细信息

氙气作为电推力器常用的推进剂,针对其具有自然界储量稀少,价格昂贵且提纯难度高的特点,采用电离能与氙相似的固态碘作为替代工质进行霍尔推力器点火实验来研究其基本性能。实验结果表明,控制贮供与推进系统的温度可以使进入放电通道的碘蒸气流量稳定,从而使推力器能够持续稳定地工作。在推力器为200 W量级工作条件下,推力靶测得其产生的推力约为8.9 mN。因此,碘工质在电推进领域具有较大应用前景,尤其对于位置保持以及深空探测任务,深入的推力器优化及设计工作将陆续展开。

关键词：电推力器固态碘电推进位置保持深空探测

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电弧射流激励器光谱诊断研究

中国光学（中英文） 2023年第2期16卷 296-304页

作者：袁野田雷超郭成赵青电子科技大学资源与环境学院四川成都610054 上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

目前,电弧激励器的仿真研究仅局限于得到激励器产生的等离子体的电势、压力、温度和速度等工作特性,而其有关的等离子体状态参数仅限于用光谱诊断其电子温度和电子密度等,二者是分立的,本文试图将其二者统一起来。本文设计了电弧射流等... 详细信息

目前,电弧激励器的仿真研究仅局限于得到激励器产生的等离子体的电势、压力、温度和速度等工作特性,而其有关的等离子体状态参数仅限于用光谱诊断其电子温度和电子密度等,二者是分立的,本文试图将其二者统一起来。本文设计了电弧射流等离子体激励器,采用有限元法求解非线性多物理场方程,对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟,得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布,并在此基础上计算了电子密度,由激励器工况得到了激励器等离子体状态参数(电子温度和电子密度)的仿真计算模型。然后采用发射光谱诊断方法对射流等离子体进行了光谱诊断,利用分立谱线的强度比例法对等离子体电子密度进行计算。结果表明:电弧等离子体激励器诊断实验得到的最高电子温度为10 505.8 K,最大电子密度为5.75×1022m-3。对于不同工况下的等离子体电子温度和等离子体密度,实验和仿真结果数值均随入口气体流量增大及放电电流的增大而增大。表明对于所设计的小型化、高射流速度的电弧射流激励器等离子体状态参数的仿真计算模型是合理且适用的。说明将激励器工作特性仿真与光谱诊断的电子温度、密度统一考虑是基本成功的,同时还有值得进一步改进的地方。

关键词：发射光谱光谱学电子密度电弧激励器

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大功率霍尔电推进技术发展与思考

中国航天 2023年第11期 59-65页

作者：刘佳田雷超张岩杭观荣康小录上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心

霍尔电推进主要包括稳态等离子体推进和阳极层推进两类,前者是目前广泛应用的霍尔电推进技术,后者的比冲性能较为突出。目前,中小功率霍尔电推进已步入全面空间应用阶段,大功率成为霍尔电推进研发的主阵地,多通道嵌套、双级加速、新型... 详细信息

霍尔电推进主要包括稳态等离子体推进和阳极层推进两类,前者是目前广泛应用的霍尔电推进技术,后者的比冲性能较为突出。目前,中小功率霍尔电推进已步入全面空间应用阶段,大功率成为霍尔电推进研发的主阵地,多通道嵌套、双级加速、新型工质及推力器簇等成为大功率霍尔电推进的重要发展方向。

关键词：霍尔电推进工作原理研究进展发展思考

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电推进空间应用现状与发展趋势

中国航天 2023年第11期 15-22页

作者：田雷超康小录刘佳杭观荣孙雯熙上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心

电推进具有比冲高、推力小、寿命长等优势,可以应用于地球静止轨道(GEO)卫星、低轨(LEO)卫星、深空航天器和微纳卫星等几乎所有的推进任务。本文首先对电推进的空间应用现状进行综述,接着对其未来发展趋势进行展望,最后给出了我国电推... 详细信息

电推进具有比冲高、推力小、寿命长等优势,可以应用于地球静止轨道(GEO)卫星、低轨(LEO)卫星、深空航天器和微纳卫星等几乎所有的推进任务。本文首先对电推进的空间应用现状进行综述,接着对其未来发展趋势进行展望,最后给出了我国电推进发展的建议。

关键词：电推进空间应用发展趋势

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影响环形微阴极电弧推力器寿命的因素研究

宇航学报 2019年第12期40卷 1485-1491页

作者：田雷超李林杭观荣康小录上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

为了研究影响环形微阴极电弧推力器寿命的因素,首先分析了可能的因素,接着通过试验研究了电流参数对阴阳极间电阻的影响,不同功率下的推力器热性能以及功率大小对绝缘体腐蚀的影响。试验结果表明,为了延长推力器的寿命,需要控制推力器... 详细信息

为了研究影响环形微阴极电弧推力器寿命的因素,首先分析了可能的因素,接着通过试验研究了电流参数对阴阳极间电阻的影响,不同功率下的推力器热性能以及功率大小对绝缘体腐蚀的影响。试验结果表明,为了延长推力器的寿命,需要控制推力器较大的放电电流,使得阴阳极间电阻动态平衡,维持在0.5~10 kΩ;需要选择合适的放电功率,功率阈值应考虑各部件材料的高温承受能力;另外,绝缘体的腐蚀是制约推力器寿命的主要因素,降低放电功率有助于减缓该腐蚀。

关键词：环形微阴极电弧推力器涂层电阻功率阈值绝缘体腐蚀

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微功率电推进技术研究现状与展望

中国航天 2023年第11期 66-73页

作者：杭观荣许嘉鑫徐伟峰李林田雷超上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心

功率为1~100W甚至更小的电推进装置具有推力小、比冲高、寿命长、可调节、冲量精准等特点,近年来快速应用在微纳卫星、低轨星座、深空探测器上,以及用于引力波探测器和重力梯度卫星的超静平台上,效益显著。微功率电推进技术种类众多,各... 详细信息

功率为1~100W甚至更小的电推进装置具有推力小、比冲高、寿命长、可调节、冲量精准等特点,近年来快速应用在微纳卫星、低轨星座、深空探测器上,以及用于引力波探测器和重力梯度卫星的超静平台上,效益显著。微功率电推进技术种类众多,各有特点。本文介绍了微功率电推进技术的分类、技术特点、发展现状及关键技术,并对其未来发展进行了展望。

关键词：微功率电推进微纳卫星超静平台航天器技术特点关键技术

MSCT对绞窄性肠梗阻的诊断价值与手术治疗时机的选择

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MSCT对绞窄性肠梗阻的诊断价值与手术治疗时机的选择

作者：田雷超华北理工大学

学位级别：硕士

目的分析多层螺旋CT(multi-slice computed tomography,MSCT)对绞窄性肠梗阻(strangulated intestinal obstruction,SO)的影像学诊断价值,提高诊断正确率;对比分析CT平扫及CT增强在判断肠梗阻部位、程度及梗阻类型中的应用价值;探讨MSCT对SO临床手术时机的指导作用。方法回顾性分析21例经手术证实的SO和52例经手术证实的单纯性肠梗阻(simple intestinal obstruction,SI)病例的MSCT图像资料(包括CT平扫及CT增强),比较两组的CT征象,分析不同征象诊断绞窄性肠梗阻的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值,并比较上述CT征象在SI与SO中的分布及诊断效果。比较CT平扫及CT增强两种方式诊断肠梗阻部位、程度及类型的准确性。对比SO病例中肠缺血及肠梗死MSCT征象,分析不同征象对肠缺血及肠梗死的诊断效果。结果21例SO中,CT征象包括:(1)直接征象:肠系膜上动脉后肠系膜上静脉充盈缺损。(2)间接征象:(1)肠壁增厚;(2)肠系膜脂肪水肿、渗出及积液(缆绳征);(3)肠系膜血管增粗并肠系膜扭曲(漩涡征);(4)腹腔积液;(5)肠壁强化异常(靶征),强化减弱或无强化;(6)肠壁间、肠系膜间或门静脉积气,与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。诊断SO敏感度最高的CT征象为:肠系膜脂肪水肿、渗出及积液(缆绳征)(85.71%),特异度最高的CT征象为:肠系膜血管增粗并肠系膜扭曲(漩涡征);肠壁强化异常(靶征),强化减弱或无强化;肠壁间、肠系膜间或门静脉积气,均为100.0%。21例SO患者中同时具备2种以上征象者有19例,52例SI中具备2种以上征象者仅3例,两组差异有明显统计学意义(P<0.005)。CT平扫及CT增强在诊断肠梗阻部位的准确率分别为73.97%和76.71%;诊断肠梗阻程度的准确率分别为89.04%和93.15%;诊断肠梗阻类型的准确率分别为86.30%和90.41%。在MSCT诊断SO的6种间接征象中,肠梗死特异征象为:肠系膜血管增粗并肠系膜扭曲(漩涡征);肠壁强化异常(靶征),强化减弱或无强化;肠壁间、肠系膜间或门静脉积气。结论在上述征象中,诊断SO敏感度最高的CT征象是肠系膜脂肪水肿、渗出及积液(缆绳征);诊断SO特异度最高的CT征象为肠系膜血管增粗并肠系膜扭曲(漩涡征);肠壁强化异常(靶征),强化减弱或无强化;肠壁间、肠系膜间或门静脉积气。当出现下列征象:肠系膜脂肪水肿、渗出及积液(缆绳征);肠系膜血管增粗并肠系膜扭曲(漩涡征);肠壁间、肠系膜间或门静脉积气,提示出现肠梗死,必须立即进行手术治疗。在肠梗阻的基础上,上述6种征象出现2种以上,可提示出现SO。CT平扫及CT增强在判断肠梗阻部位、程度及梗阻类型方面的差异无统计学意义,CT平扫可作为急诊时诊断SO的依据。

关键词：体层摄影术 X线计算机绞窄性肠梗阻诊断手术时机

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微阴极电弧推力器的设计与试验

推进技术 2018年第9期39卷 2153-2160页

作者：田雷超康小录杭观荣徐亚男上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

微阴极电弧推力器具有体积小、重量轻、功耗低、比冲高等优点,是微纳卫星空间推进的理想选择。为了研究其关键特性以及基本性能,设计了一套环形微阴极电弧推力器样机,包括推力器本体和功率处理单元。高速摄影对推力器点火的观测验证了... 详细信息

微阴极电弧推力器具有体积小、重量轻、功耗低、比冲高等优点,是微纳卫星空间推进的理想选择。为了研究其关键特性以及基本性能,设计了一套环形微阴极电弧推力器样机,包括推力器本体和功率处理单元。高速摄影对推力器点火的观测验证了磁场存在时阴极斑点的旋转,并获得了阴极斑点旋转速度与磁场强度的关系。通过飞行时间法、打靶法分别对离子速度、元冲量进行了测量,测量结果表明:推力器出口离子的轴向平均速度在15~30km/s,没有磁场时,元冲量为0.132μN·s,磁场强度为0.0457T时,达到0.262μN·s,推力器平均推力大小在μN量级。通过研究得到:微阴极电弧推力器烧蚀均匀,性能易于调节,适用于微纳卫星。

关键词：微阴极电弧推力器功率处理单元阴极斑点离子速度元冲量

一种新型Z-Pinch PPT的设计和试验

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中国空间科学技术 2018年第5期38卷 90-97页

作者：史宝春王平阳梁轲田雷超上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海空间推进研究所上海201112

提出一种基于Z-Pinch原理但无需火花塞而自点火新型微脉冲等离子体推力器(Z-Pinch SIPPT)。为了降低推力器的点火电压以及去掉尺寸减小和轻量化的限制,采用点火和放电一体化的改性聚四氟乙烯为推进剂,两个电极分别为钉状阳极和中心有孔... 详细信息

提出一种基于Z-Pinch原理但无需火花塞而自点火新型微脉冲等离子体推力器(Z-Pinch SIPPT)。为了降低推力器的点火电压以及去掉尺寸减小和轻量化的限制,采用点火和放电一体化的改性聚四氟乙烯为推进剂,两个电极分别为钉状阳极和中心有孔的阴极。相比于传统Z-Pinch PPT和平行板脉冲等离子体推力器,该推力器的优点是没有活动部件、火花塞以及为火花塞供电的电源,结构更加简单紧凑。目前研制的该型推力器本体尺寸包络仅有21mm左右,质量为15g。在保持较大推功比优势基础上,点火放电的电压峰值仅为同样自点火的同轴PPT的24%,气体PPT的2.4%。真空舱内多次点火实现累计脉冲1万多次的试验结果表明,该推力器点火电压为480V,推功比为17.83μN/W,平均推力为85.6μN。

关键词：电推力器箍缩自点火脉冲等离子体推力器试验