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适用于微纳卫星的微型电推进技术研究进展
被引量：
11
1
作者
陈茂林
刘旭辉
+2 位作者
周浩浩
陈冲
贾翰武
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期188-206,共19页
微型电推进技术具备体积小、质量轻、功耗低、比冲高等特点,是微纳卫星最合适的动力技术。结合微纳卫星对微型电推进系统的技术需求,综述了微型离子推力器、低功率霍尔推力器、场致发射电推力器、离子液体电喷雾推力器、真空电弧推力器...
微型电推进技术具备体积小、质量轻、功耗低、比冲高等特点,是微纳卫星最合适的动力技术。结合微纳卫星对微型电推进系统的技术需求,综述了微型离子推力器、低功率霍尔推力器、场致发射电推力器、离子液体电喷雾推力器、真空电弧推力器、脉冲等离子体推力器等六种典型微型电推力器的工作机理、性能参数范围及研究和应用现状,分析了气体工质电离、液体工质电喷雾、固体工质烧蚀等三种电离机制的微型电推力器的技术特点。结果表明:气体电离模式技术较成熟、寿命长,缺点是系统相对复杂、低功率工作时效率大幅下降,故建议应用于微卫星动力系统;液体电喷雾模式结构简单,效率高,微纳卫星均可应用,但性能一致性和长寿命工作特性需要进一步考核验证;固体烧蚀模式结构最简单,微纳卫星均可应用,缺点是效率低。研究结果可为微纳卫星推进系统方案的优选提供参考。
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关键词
电
推进
微纳卫星
电
喷雾
推力器
真空
电
弧
推力器
场致发射
电
推力器
下载PDF
职称材料
电喷雾推力器单发射点电流模型及稳定性分析
2
作者
陈冲
夏广庆
+3 位作者
康会峰
范益朋
鹿畅
孙斌
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期250-258,共9页
为促进对纯离子模式下电喷雾推力器的深入理解,分析了电喷雾推力器单发射点受力、供液及离子蒸发行为,建立了发射电流理论模型,明确了电压、供液装置流阻等参数对发射电流的影响规律。所得结果与现有实验数据吻合良好。基于所得模型,进...
为促进对纯离子模式下电喷雾推力器的深入理解,分析了电喷雾推力器单发射点受力、供液及离子蒸发行为,建立了发射电流理论模型,明确了电压、供液装置流阻等参数对发射电流的影响规律。所得结果与现有实验数据吻合良好。基于所得模型,进而对单发射点顶端用于发射离子的凸起结构进行了瑞利稳定性分析,得到了单发射点稳定发射的电流上限,并分析了流阻对电流上限的影响。结果表明:发射电流为外加电压的二次函数,与供液装置的流阻成反比关系;纯离子模式存在一个稳定发射电流上限,超过此上限,凸起结构便会破碎;流阻越大,发射电流上限越大。
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关键词
电
推进
电
喷雾
推力器
纯离子模式
电
流模型
稳定性分析
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职称材料
电喷雾推力器结构参数与束流引出效率分析
被引量：
2
3
作者
刘旭辉
周浩浩
+5 位作者
耿金越
郑伟杰
穆京京
贾翰武
陈茂林
辛优美
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2021年第4期69-75,共7页
为了改善电喷雾推力器性能,提高束流引出效率,使用COMSOL软件对电喷雾推力器不同结构参数下的电场分布与发射粒子轨迹进行了仿真,结果表明在引出电压一定的情况下,发射极尖端场强受发射极结构参数影响明显,随发射极棱条宽度及棱条间距...
为了改善电喷雾推力器性能,提高束流引出效率,使用COMSOL软件对电喷雾推力器不同结构参数下的电场分布与发射粒子轨迹进行了仿真,结果表明在引出电压一定的情况下,发射极尖端场强受发射极结构参数影响明显,随发射极棱条宽度及棱条间距的增大而增大;引出栅极结构对束流引出效率影响显著,扩张孔结构的引出效率优于直孔结构,引出栅孔的宽度增大也有利于引出效率的提高;两极间距对引出效率也有较大影响,减小两极间距有利于提高引出效率;横向装配误差会明显影响发射粒子的运动轨迹,但对引出效率的影响不大.
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关键词
电
喷雾
推力器
结构参数
发射极
粒子轨迹
下载PDF
职称材料
多孔阵列式电喷雾推力器纯离子电流的物理模型
被引量：
1
4
作者
雪佳强
郭宁
+3 位作者
孟伟
杨三祥
李春波
王墨戈
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期171-182,共12页
纯离子(PIR)发射状态的多孔发射极阵列(PEA)使离子液体电喷雾推力器(ILET)具有高精度、高比冲、高效率、小体积等优点。为了研究PEA在PIR发射状态下的束电流机制,构建了一种包含起始电压、多点发射、黏性流动、离子电流的物理模型。通...
纯离子(PIR)发射状态的多孔发射极阵列(PEA)使离子液体电喷雾推力器(ILET)具有高精度、高比冲、高效率、小体积等优点。为了研究PEA在PIR发射状态下的束电流机制,构建了一种包含起始电压、多点发射、黏性流动、离子电流的物理模型。通过引入正态性假设简化了加工公差不确定性和多孔基材不均匀性的量化过程,基于Monte Carlo方法推导出了PEA的PIR电流解析表达式,并通过对比试验结果验证了模型的可靠性和准确性。结果表明,模型机理明确、误差较小,能够较高精度地预测锥形多孔硼硅酸盐PEA的PIR电流和多点发射行为;模型计算结果与AFET-2推力器试验结果基本一致,相对误差范围为1.0%~1.5%,随着工作电压的增大和发射体数量的增加有助于提升模型的精度。模型为计算效率较高的0D模型,为ILET的鲁棒性设计和性能优化提供了一种新的计算方法。
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关键词
离子液体
电
喷雾
推力器
离子蒸发
多点发射
纯离子模式
物理模型
下载PDF
职称材料
题名
适用于微纳卫星的微型电推进技术研究进展
被引量：
11
1
作者
陈茂林
刘旭辉
周浩浩
陈冲
贾翰武
机构
西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室
北京控制工程研究所
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期188-206,共19页
文摘
微型电推进技术具备体积小、质量轻、功耗低、比冲高等特点,是微纳卫星最合适的动力技术。结合微纳卫星对微型电推进系统的技术需求,综述了微型离子推力器、低功率霍尔推力器、场致发射电推力器、离子液体电喷雾推力器、真空电弧推力器、脉冲等离子体推力器等六种典型微型电推力器的工作机理、性能参数范围及研究和应用现状,分析了气体工质电离、液体工质电喷雾、固体工质烧蚀等三种电离机制的微型电推力器的技术特点。结果表明:气体电离模式技术较成熟、寿命长,缺点是系统相对复杂、低功率工作时效率大幅下降,故建议应用于微卫星动力系统;液体电喷雾模式结构简单,效率高,微纳卫星均可应用,但性能一致性和长寿命工作特性需要进一步考核验证;固体烧蚀模式结构最简单,微纳卫星均可应用,缺点是效率低。研究结果可为微纳卫星推进系统方案的优选提供参考。
关键词
电
推进
微纳卫星
电
喷雾
推力器
真空
电
弧
推力器
场致发射
电
推力器
Keywords
electric propulsion
micro/nano satellites
electrospray thruster
vacuum arc thruster
field emission electric thruster
分类号
V439 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
电喷雾推力器单发射点电流模型及稳定性分析
2
作者
陈冲
夏广庆
康会峰
范益朋
鹿畅
孙斌
机构
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
大连理工大学辽宁省空天飞行器前沿技术重点实验室
北华航天工业学院河北省微纳卫星协同创新中心
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期250-258,共9页
基金
国家重点研发计划(2021YFE0116000)
国家自然科学基金(12175032,12102082,12275044,12211530449)
+3 种基金
中央高校基本科研业务费(DUT22RC(3)078,DUT21GJ206,DUT22QN232)
河北省科技计划(YCYZ202201,216Z1901G,206Z1902G)
河北省科技创新项目(SJMYF2022X18,SJMYF2022X06)
北京控制工程研究所先进空间推进技术实验室和北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心开放基金(LabASP-2022-04)。
文摘
为促进对纯离子模式下电喷雾推力器的深入理解,分析了电喷雾推力器单发射点受力、供液及离子蒸发行为,建立了发射电流理论模型,明确了电压、供液装置流阻等参数对发射电流的影响规律。所得结果与现有实验数据吻合良好。基于所得模型,进而对单发射点顶端用于发射离子的凸起结构进行了瑞利稳定性分析,得到了单发射点稳定发射的电流上限,并分析了流阻对电流上限的影响。结果表明:发射电流为外加电压的二次函数,与供液装置的流阻成反比关系;纯离子模式存在一个稳定发射电流上限,超过此上限,凸起结构便会破碎;流阻越大,发射电流上限越大。
关键词
电
推进
电
喷雾
推力器
纯离子模式
电
流模型
稳定性分析
Keywords
Electric propulsion
Electrospray thruster
Pure ion mode
Current model
Stability analy⁃sis
分类号
V439.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
电喷雾推力器结构参数与束流引出效率分析
被引量：
2
3
作者
刘旭辉
周浩浩
耿金越
郑伟杰
穆京京
贾翰武
陈茂林
辛优美
机构
北京控制工程研究所
西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室
中国航天科技集团有限公司
出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2021年第4期69-75,共7页
基金
国家重点研发计划资助项目(2020YFC2201100)
装备发展部领域基金资助项目(61409230216)。
文摘
为了改善电喷雾推力器性能,提高束流引出效率,使用COMSOL软件对电喷雾推力器不同结构参数下的电场分布与发射粒子轨迹进行了仿真,结果表明在引出电压一定的情况下,发射极尖端场强受发射极结构参数影响明显,随发射极棱条宽度及棱条间距的增大而增大;引出栅极结构对束流引出效率影响显著,扩张孔结构的引出效率优于直孔结构,引出栅孔的宽度增大也有利于引出效率的提高;两极间距对引出效率也有较大影响,减小两极间距有利于提高引出效率;横向装配误差会明显影响发射粒子的运动轨迹,但对引出效率的影响不大.
关键词
电
喷雾
推力器
结构参数
发射极
粒子轨迹
Keywords
electrospray thruster
structural parameters
emitters
particle trajectory
分类号
V439 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
多孔阵列式电喷雾推力器纯离子电流的物理模型
被引量：
1
4
作者
雪佳强
郭宁
孟伟
杨三祥
李春波
王墨戈
机构
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
国防科技大学空天科学学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期171-182,共12页
基金
国家重点研发计划引力波探测专项(2021YFC2202704)。
文摘
纯离子(PIR)发射状态的多孔发射极阵列(PEA)使离子液体电喷雾推力器(ILET)具有高精度、高比冲、高效率、小体积等优点。为了研究PEA在PIR发射状态下的束电流机制,构建了一种包含起始电压、多点发射、黏性流动、离子电流的物理模型。通过引入正态性假设简化了加工公差不确定性和多孔基材不均匀性的量化过程,基于Monte Carlo方法推导出了PEA的PIR电流解析表达式,并通过对比试验结果验证了模型的可靠性和准确性。结果表明,模型机理明确、误差较小,能够较高精度地预测锥形多孔硼硅酸盐PEA的PIR电流和多点发射行为;模型计算结果与AFET-2推力器试验结果基本一致,相对误差范围为1.0%~1.5%,随着工作电压的增大和发射体数量的增加有助于提升模型的精度。模型为计算效率较高的0D模型,为ILET的鲁棒性设计和性能优化提供了一种新的计算方法。
关键词
离子液体
电
喷雾
推力器
离子蒸发
多点发射
纯离子模式
物理模型
Keywords
Ionic liquid electrospray thruster
Ion evaporation
Multi-site emission
Pure ionic regime
Physical model
分类号
V439.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
适用于微纳卫星的微型电推进技术研究进展
陈茂林
刘旭辉
周浩浩
陈冲
贾翰武
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
11
下载PDF
职称材料
2
电喷雾推力器单发射点电流模型及稳定性分析
陈冲
夏广庆
康会峰
范益朋
鹿畅
孙斌
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
电喷雾推力器结构参数与束流引出效率分析
刘旭辉
周浩浩
耿金越
郑伟杰
穆京京
贾翰武
陈茂林
辛优美
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2021
2
下载PDF
职称材料
4
多孔阵列式电喷雾推力器纯离子电流的物理模型
雪佳强
郭宁
孟伟
杨三祥
李春波
王墨戈
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
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