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不同磁感强度下LIPS-200离子推力器放电室性能的研究被引量：4: 2013年; 离子推力器放电室内永久磁铁产生的磁场大小及分布对提高放电室放电效率和约束等离子体起着非常重要的作用。利用离子推力器性能模型并结合试验测得的束流离子生产成本，分析放电室内磁感强度大小对LIPS-200离子推力器放电室性能的影响。数值计算结果显示永久磁铁厚度增加1mm，放电室内的磁感强度从原来的5．0×10^-3～3．0×10^-2T增加至1．0×10^-2-5．0×10^-2T。理论分析结果显示磁感强度增加50％，原初电子平均约束时间增加49．9％、原初电子和中性气体之间的碰撞概率增加6．9％、离子损耗减小64％、束流离子生产成本降低18．1％、推进剂利用率提高7．4％。放电损耗、推进剂利用率与磁感强度大小呈线性关系。该研究能够为今后离子推力器设计提供一定的参考。; 陈娟娟张天平贾艳辉郑茂繁; 关键词：磁感强度离子推力器

离子推力器放电损耗特性研究: 2016年; 为了明晰放电损耗能量分配机制,对离子推力器放电损耗特性进行了研究。基于等离子体经典理论,分析了放电室等离子体产生及输运过程,得到放电室各项能量损耗表达式,并计算了离子推力器稳态工作下放电损耗组成比例,在此基础上,进一步研究了放电损耗随工质利用率变化关系。结果表明,放电能量损耗比例中,电离损耗为17%,激发损耗为18%,电子能量损耗为25%,离子能量损耗为35%;随着工质利用率增加,电离能量损耗保持不变,激发能量损耗呈缓慢下降趋势,离子能量损耗均呈缓慢增加趋势,电子能量损耗在工质利用率超过80%之后呈快速增长趋势。应用实验结果对放电损耗随工质利用变化关系进行验证,最大误差小于3%。; 龙建飞张天平孙明明吴先明; 关键词：离子推力器

霍尔推力器热模型研究被引量：5: 2014年; 为了对霍尔推力器的热分析研究提供准确的能耗加载条件,开展了霍尔推力器稳态工况下的热模型研究。基于等离子体理论,分析放电室内各项能量损耗机理,并建立各能量损耗与推力器工作参数、性能参数和结构参数的相关函数,系统地得到了霍尔推力器的完整热模型。以LHT100推力器为研究对象,热模型计算结果显示:额定工况下束流能量损耗约889 W,壁面能量损耗约300 W,阳极能量损耗约44 W,电离能量损耗约43 W,辐射能量损耗约34 W等。以此能量损耗作为热边界条件进行有限元分析,并开展热平衡试验进行验证,计算结果与试验结果吻合较好,最大误差小于5%。; 龙建飞孙明明张天平吴先明; 关键词：霍尔推力器热模型热分析

LIPS-300离子推力器加速栅电压的优化设计被引量：3: 2015年; 在不改变推力器几何结构的前提下,为了获得LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压,采用半经验分析和数值仿真计算相结合的方法分析了加速栅电压分别为-180V、-190V、-200V、-210V和-220V时LIPS-300离子推力器栅极组件引出束流过程中束流离子从非平衡态到平衡态的演化过程,通过数值模拟计算得到了推力器运行过程中交换电荷离子轰击溅射到加速栅壁面的产额,利用寿命预测的半经验计算方法对5种情况下LIPS-300离子推力器的栅极寿命进行估计,分析了关键失效模式,通过对比获得了LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压。计算结果显示,在现有几何结构下加速栅电压的变化不会影响栅极组件的引出性能;加速栅下游更易受到交换电荷离子的轰击溅射;加速栅电压从-180V变化至-220V过程中,影响栅极寿命的关键失效模式为电子反流失效;对比5种情况下发生电子反流和结构失效时对应的栅极寿命可以发现,LIPS-300离子推力器加速栅电压最佳值应为-220V,此时对应的栅极寿命为16 170.4h。; 陈娟娟张天平贾艳辉吴辰宸; 关键词：离子推力器仿真

离子推力器放电室能量平衡研究: 2015年; 为探索放电室能量损耗机制,开展了离子推力器放电室能量平衡研究.基于放电室零维模型,得到放电室电流平衡关系,结合放电室电势分布,分析放电室能量损耗并建立了能量平衡模型.应用模型计算LIPS200离子推力器放电室各项能量损耗,并进一步得到各能量损耗所占比例,所得结果与国外离子推力器NEXT具有较好的一致性;采用多工况试验参数（阳极电流4.0～4.4A,阳极电压34～38V）对放电室总能量损耗进行动态验证,结果表明：计算结果与试验结果误差小于3%.; 龙建飞张天平孙明明吴先明; 关键词：离子推力器能量损耗能量平衡

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真空低温技术与物理重点实验室基金(9140C550206130C55003)