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微脉冲等离子体推力器放电过程和性能初探 被引量：11
1
作者 王尚民 田立成 +4 位作者 张家良 张天平 冯玮玮 陈新伟 高军 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期24-32,共9页
针对平板烧蚀型微脉冲等离子体推力器(μ-PPT),开展了放电过程研究和性能表征。根据放电过程的电学测量和等离子体区域的发光行为分析,研究了μ-PPT的基本放电特点和放电形态演变。从空间分布看,μ-PPT放电空间可分为3个区域(阴极区、... 针对平板烧蚀型微脉冲等离子体推力器(μ-PPT),开展了放电过程研究和性能表征。根据放电过程的电学测量和等离子体区域的发光行为分析,研究了μ-PPT的基本放电特点和放电形态演变。从空间分布看,μ-PPT放电空间可分为3个区域(阴极区、弧柱区和阳极区),随着放电间隙的减少,阳极区逐渐消失。从时间分布看,μ-PPT放电是由多个幅度不同的脉冲放电构成,放电回路和放电间隙的阻抗分布决定放电脉冲的数量,一定条件下可以发生单脉冲放电。根据μ-PPT等离子体区的电流片模型,估算了μ-PPT元冲量和推力等基本性能参数。结果表明,放电间隙和烧蚀量对μ-PPT性能参数有重要的影响,相同脉冲放电能量时,放电间隙越大,元冲量越大,烧蚀量也越大,导致比冲越小。放电时空形态是影响μ-PPT的元冲量和比冲的关键因素,因此,开展放电回路和放电间隙的阻抗优化研究是提高μ-PPT性能的有效途径。 展开更多
关键词 微脉冲等离子体推力器 电学特性 光学特性 性能预估 微电推进
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微电推进系统研制及应用现状 被引量：6
2
作者 田立成 王尚民 +3 位作者 高俊 孟伟 田恺 吴辰宸 《真空》 CAS 2021年第2期66-75,共10页
200kg以下的微小卫星的轨道维持、姿态控制、阻尼补偿、编队飞行等任务对微电推进技术及产品提出了明确的应用需求,不同类型的微电推进在不同功率范围内有着各自的优势。本文对中国微小卫星12U立方星LPPT-5脉冲等离子体电推进系统、150k... 200kg以下的微小卫星的轨道维持、姿态控制、阻尼补偿、编队飞行等任务对微电推进技术及产品提出了明确的应用需求,不同类型的微电推进在不同功率范围内有着各自的优势。本文对中国微小卫星12U立方星LPPT-5脉冲等离子体电推进系统、150kg小卫星LPPT-25脉冲等离子体电推进系统、6U立方星LVAT-1真空弧电推进系统、引力波探测卫星LCT-10胶体电推进系统、低轨小卫星星座LHT-40霍尔电推进系统方案及研制进展进行了论述,最后对正在研制的LRIT-40射频离子电推进系统与LECR-50微波离子电推进系统研制情况及后续应用进行了展望。 展开更多
关键词 微小卫星 微电推进系统 研制及应用
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国外电喷推进技术发展与趋势 被引量：2
3
作者 杭观荣 李林 +2 位作者 郭曼丽 康小明 刘欣宇 《飞控与探测》 2022年第4期1-11,共11页
电喷推进是一种具有高比冲、高效率、快启动、高集成度的微小功率电推进技术,非常适用于微纳卫星轨道转移、位置保持任务以及引力波探测器等较大型航天器的高精度姿态控制、无拖曳控制等任务。电喷推进技术概念形成于1960年。国外电喷... 电喷推进是一种具有高比冲、高效率、快启动、高集成度的微小功率电推进技术,非常适用于微纳卫星轨道转移、位置保持任务以及引力波探测器等较大型航天器的高精度姿态控制、无拖曳控制等任务。电喷推进技术概念形成于1960年。国外电喷推进在经历了曲折的发展历程后,从20世纪90年代开始,在微制造、新材料、离子液体、高性能电源等技术大幅进步的推动下,取得了巨大进展,目前已经达到空间应用水平。美国、瑞士和英国研究电喷推进较为深入,其中又以美国投入最大、创新最显著、成果最丰富。美国麻省理工学院提出并开展了有利于实现高比冲和批产化的iEPS系列电喷推力器芯片研究,近年来主要开展推力密度和可靠性提升的研究工作。Busek公司主要发展大推力和宽调节电喷推进。密苏里科技大学提出并开展了基于含能液体推进剂的、具有化学推进模式和电喷推进模式的化电双模微推进技术研究。密歇根理工大学则提出了基于铁磁流体的流体成型发射体电喷推进技术。通过对国外电喷推进发展历程和最新进展的研究,提出了电喷推进发展趋势,并对我国电喷推进发展提出了建议。 展开更多
关键词 微小功率电推进 电喷推进 电喷推力器芯片 化电双模微推进 流体成型发射体
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小微纳卫星微小型电推进系统应用展望
4
作者 田立成 王润福 王尚民 《真空》 CAS 2023年第5期29-36,共8页
随着微机电系统技术与超大规模集成电路等技术的迅速发展,小微纳卫星因较低的成本、可完成一定复杂度的任务成为了当前各国商业航天发展的重要方向,小微纳卫星的在轨机动能力需求牵引了系列化微小型电推进系统的研制与在轨搭载验证。本... 随着微机电系统技术与超大规模集成电路等技术的迅速发展,小微纳卫星因较低的成本、可完成一定复杂度的任务成为了当前各国商业航天发展的重要方向,小微纳卫星的在轨机动能力需求牵引了系列化微小型电推进系统的研制与在轨搭载验证。本文首先对小微纳卫星任务对电推进系统的需求进行了论证,随后简述了微小型电推进系统的特点,介绍了国内外微小型电推进系统研制与在轨验证情况,最后对国内微小型电推进系统的研制与在轨应用进行了展望。 展开更多
关键词 小卫星 微纳卫星 微小型电推进系统
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用于引力波探测的微牛级霍尔电推进技术 被引量：9
5
作者 于达仁 崔凯 +2 位作者 刘辉 曾明 蒋文嘉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期171-181,共11页
为满足空间引力波探测卫星无拖曳控制所需的微牛级推力宽范围连续可调的推进需求,依据霍尔电推进工作原理,分析微牛级霍尔推力器的设计理念,并经过一系列的推力器特征尺寸优化研究,设计了出口直径4 mm、通道长度30 mm的微牛级会切型霍... 为满足空间引力波探测卫星无拖曳控制所需的微牛级推力宽范围连续可调的推进需求,依据霍尔电推进工作原理,分析微牛级霍尔推力器的设计理念,并经过一系列的推力器特征尺寸优化研究,设计了出口直径4 mm、通道长度30 mm的微牛级会切型霍尔推力器.实验测试结果表明:该型推力器可实现推力0.2~112.7μN的连续可调输出,满足引力波探测任务对推力器推力输出范围的需求.为进一步改善推力噪声等推力器动态性能指标,开展了推力器控制系统设计和仿真研究,并根据无拖曳控制原理建立无拖曳卫星仿真系统,对微牛级霍尔推力器应用于引力波探测任务的可行性进行仿真评估.推力器控制和无拖曳卫星的仿真结果表明:推力器闭环控制可有效降低推力噪声,提高推力输出快速性和精度,还可大幅提升非保守力补偿精度,使航天器与测试质量之间的位移误差满足引力波探测计划的无拖曳控制精度指标.该型微牛级会切型霍尔推力器可满足引力波探测任务的推进需求,具备应用于此类空间科学任务的可能. 展开更多
关键词 引力波探测 无拖曳控制 微牛级电推进 霍尔推力器 推力噪声 推力器控制
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栅控热阴极中和器电子发射特性的仿真分析 被引量：1
6
作者 贺亚强 郭宁 +1 位作者 谷增杰 祁康成 《真空与低温》 2021年第2期192-198,共7页
栅控热阴极中和器不消耗推进剂,可以简化微电推进供气供电系统、降低整个系统的复杂性,并提高推力器的比冲。为了研究中和器结构尺寸和工况参数对电子发射性能的影响规律,采用Opera仿真软件对中和器建模,分析主要设计参数对阳极电流、... 栅控热阴极中和器不消耗推进剂,可以简化微电推进供气供电系统、降低整个系统的复杂性,并提高推力器的比冲。为了研究中和器结构尺寸和工况参数对电子发射性能的影响规律,采用Opera仿真软件对中和器建模,分析主要设计参数对阳极电流、栅极截获电流和电子束轨迹的影响。分析结果表明,采用合理的设计参数可以引出24.6 mA的阳极电流,栅极截获电流为0 mA,能够满足微小电推力器对中和器的需求。仿真分析结果也为后续试验验证提供了依据。 展开更多
关键词 微电推进 中和器 热阴极 栅极设计 建模仿真
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栅控热阴极中和器数值仿真改进与试验研究
7
作者 贺亚强 郭宁 +2 位作者 谷增杰 李兴达 祁康成 《真空与低温》 2021年第6期608-614,共7页
利用Opera仿真软件开展了栅控热阴极中和器性能的仿真研究,结果显示,阳极电流和栅极截获电流与阴极-阳极间距、阴极-栅极间距、栅极电压、栅极孔半径相关。对设计的栅控热阴极中和器进行的性能测试试验结果表明,当阴极-阳极间距在5~30L0... 利用Opera仿真软件开展了栅控热阴极中和器性能的仿真研究,结果显示,阳极电流和栅极截获电流与阴极-阳极间距、阴极-栅极间距、栅极电压、栅极孔半径相关。对设计的栅控热阴极中和器进行的性能测试试验结果表明,当阴极-阳极间距在5~30L0,阴极-栅极间距在D0~2D0,栅极孔半径在6~8r0时,栅控热阴极中和器电子发射性能存在最佳点;当栅极电压100 V、阳极电压300 V时,阳极电流达到17.74 mA,栅极截获电流仅为0.03 mA,阴极加热功率为8 W。仿真结果与试验结果一致性较好。 展开更多
关键词 微电推进 中和器热阴极 建模仿真 性能试验
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微电推进贮供系统开发与系统级仿真研究
8
作者 李沛然 王伟宗 +1 位作者 陈阳 孙臻琦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期82-91,共10页
针对传统电推进贮供系统应用于微小卫星任务时重量和体积庞大的问题,提出一套小型化、轻质化、低成本的微电推进贮供系统设计方案并进行了开发工作。采用聚醚醚酮复合材料(PEEK)制作的毛细管替代金属毛细管用于微流量控制,以氪气为工质... 针对传统电推进贮供系统应用于微小卫星任务时重量和体积庞大的问题,提出一套小型化、轻质化、低成本的微电推进贮供系统设计方案并进行了开发工作。采用聚醚醚酮复合材料(PEEK)制作的毛细管替代金属毛细管用于微流量控制,以氪气为工质进行试验,验证了其能够在±1%控制精度内实现0.0291~0.4145 mg/s的稳定流量输出。本文在Amesim中构建系统级一维瞬变模型,进行微电推进贮供系统仿真,并与试验结果对比验证模型的有效性与准确性。对仿真结果进一步分析阐述了系统从启动到稳定工作过程中压强超调、稳定段流量波动等工作特性以及减压器弹簧及膜片刚度、毛细管内径等关键参数的影响规律,通过对各部件热力状态参数动态变化的分析揭示了工质气体向下游供给过程中流动、传热与控制耦合作用的物理机制。 展开更多
关键词 微电推进贮供系统 氪气 PEEK毛细管 微流量控制 系统级一维瞬变模型
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