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真空弧推力器构型设计发展现状 被引量：1
1
作者 李啸天 张天平 吴先明 《真空与低温》 2018年第1期9-14,共6页
微纳卫星是进入太空的成本最低廉,最容易实现的手段,目前在世界范围内得到了迅猛发展。而为了使微纳卫星更好的实现在轨功能,对适用于微纳卫星的推进技术提出了更高的要求。真空弧电推进是应用于微纳卫星的极具前景的推进技术,近年来,... 微纳卫星是进入太空的成本最低廉,最容易实现的手段,目前在世界范围内得到了迅猛发展。而为了使微纳卫星更好的实现在轨功能,对适用于微纳卫星的推进技术提出了更高的要求。真空弧电推进是应用于微纳卫星的极具前景的推进技术,近年来,得到了世界各航天研究机构和高校的重视,正在成为微推进领域研究的热点。讨论了真空弧推力器的构型发展,介绍了平板型、同轴型、环型和新型推力器的构型设计,详细介绍了推力器的结构、尺寸以及在试验中取得的性能,分析了各构型的优缺点,讨论了推力器构型的发展趋势。 展开更多
关键词 电推进 真空弧 微纳卫星 立方星
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航天器表面充电仿真计算和电位主动控制技术 被引量：23
2
作者 田立成 石红 +1 位作者 李娟 张天平 《航天器环境工程》 2012年第2期144-149,共6页
文章运用等效电路理论推导出随时间变化充电问题的微分方程组,用FORTRAN语言开发了相应的计算机模拟程序,针对强地磁亚暴空间环境分析了地球同步轨道航天器在阴影区和光照区的充电水平。最后计算讨论了采用空心阴极等离子体接触器向航... 文章运用等效电路理论推导出随时间变化充电问题的微分方程组,用FORTRAN语言开发了相应的计算机模拟程序,针对强地磁亚暴空间环境分析了地球同步轨道航天器在阴影区和光照区的充电水平。最后计算讨论了采用空心阴极等离子体接触器向航天器外发射电子束作为控制航天器充电水平手段的作用效果。 展开更多
关键词 空间等离子体 地磁亚暴 航天器表面充电 等效电路模型 电位主动控制 空心阴极等离子体接触器 仿真计算
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空间辐射环境诱发航天器故障或异常分析 被引量：20
3
作者 薛玉雄 杨生胜 +4 位作者 把得东 安恒 柳青 石红 曹洲 《真空与低温》 2012年第2期63-70,共8页
空间辐射环境是诱发航天器系统故障或异常的主要因素之一。调研收集了国外航天器在轨的故障信息,总结分析了航天器所出现的各种故障、分析经验和对策,提出了我国航天器的在轨运行的一些具体建议,促进空间环境研究与在轨运行管理的紧密结... 空间辐射环境是诱发航天器系统故障或异常的主要因素之一。调研收集了国外航天器在轨的故障信息,总结分析了航天器所出现的各种故障、分析经验和对策,提出了我国航天器的在轨运行的一些具体建议,促进空间环境研究与在轨运行管理的紧密结合,提高空间环境引起航天器在轨异常的原因分析与判断的水平。 展开更多
关键词 航天器 空间辐射环境 辐射效应 航天器故障和异常
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低温容器高真空多层绝热性能分析 被引量：19
4
作者 程进杰 朱建炳 李正清 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第2期11-14,共4页
高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固... 高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固体导热及辐射换热所占的比例,换热系数随层数的变化情况,以及真空度对绝热性能的影响,为提高高真空多层绝热性能提供了理论依据。 展开更多
关键词 逐层导热模型 低温容器 多层绝热 真空度
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变密度多层绝热最优层密度研究 被引量：18
5
作者 王田刚 李延娜 +3 位作者 姚淑婷 陈叔平 王丽红 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第7期6-9,48,共5页
基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。... 基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。在最优层密度组合基础上,确定了不同热端温度条件下,液氮、液氧、液态甲烷VD-MLI满足漏热量要求的最小厚度。热端温度165K,液氮最小厚度9mm,液氧8mm,液态甲烷6mm;热端温度300K,液氮最小厚度39mm,液氧38mm,液态甲烷36mm;热端温度400K,液氮最小厚度94mm,液氧93mm,液态甲烷92mm。 展开更多
关键词 变密度多层绝热 逐层传热分析模型 正交实验 层密度组合
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基于Lockheed模型的变密度多层绝热理论分析与实验 被引量：18
6
作者 张安 闫春杰 +1 位作者 陈联 冶文莲 《真空与低温》 2013年第2期90-94,共5页
采用Lockheed模型,对变密度多层绝热的传热过程进行了理论分析,提出了最佳层密度的概念,重点讨论了层密度与边界温度关系、层密度区域划分、层密度配置和最佳层密度下热流密度的变化。分析得出较优的3区域层密度绝热结构和影响热流密度... 采用Lockheed模型,对变密度多层绝热的传热过程进行了理论分析,提出了最佳层密度的概念,重点讨论了层密度与边界温度关系、层密度区域划分、层密度配置和最佳层密度下热流密度的变化。分析得出较优的3区域层密度绝热结构和影响热流密度变化的热边界温度范围。同时通过实验验证,结果与计算的结果较好的吻合。 展开更多
关键词 变密度 多层绝热 层密度
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20cm氙离子推力器放电室性能优化 被引量：18
7
作者 陈娟娟 张天平 +1 位作者 贾艳辉 李小平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2469-2473,共5页
束流离子生产成本和推进剂利用率是表征离子推力器放电室性能的重要参数。在考虑不改变放电室几何结构、磁场分布并保持离子推力器比冲和效率的前提下,利用一维经验分析模型对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200离子推力器放电室性... 束流离子生产成本和推进剂利用率是表征离子推力器放电室性能的重要参数。在考虑不改变放电室几何结构、磁场分布并保持离子推力器比冲和效率的前提下,利用一维经验分析模型对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200离子推力器放电室性能进行了优化分析,以实现推力器的推力从40mN提高到60mN的目标要求。分析结果表明,提高放电室推进剂流率至2.06mg/s,放电室内放电电流维持在6.9A,放电室内平均氙离子密度达到2.167×1017 m-3时,可以保证引出1.2A的束流,推力器达到60mN的推力。与之对应的推进剂利用率为92%,束流离子生产成本约为188.515 W/A,相比推力40mN时,推进剂利用率为88%、束流离子生产成本为188.29W/A的情况,放电室性能有所提高。另外,放电室性能优化过程中其鞘层电位始终保持在3.80～6.65eV范围内。 展开更多
关键词 离子推力器 放电室 束流离子生产成本 推进剂利用率
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离子推力器栅极系统电子反流阈值的数值分析 被引量：14
8
作者 贾艳辉 张天平 +1 位作者 郑茂繁 李兴坤 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期991-996,共6页
阻止束流等离子体中电子反流到加速栅上游区域是离子推力器加速栅负电压的主要作用之一,能够阻止电子反流的加速栅电压最小值称为电子反流阈值。加速栅电压的选择直接影响到离子推力器的工作性能和运行寿命,电子反流阈值电压是确定加速... 阻止束流等离子体中电子反流到加速栅上游区域是离子推力器加速栅负电压的主要作用之一,能够阻止电子反流的加速栅电压最小值称为电子反流阈值。加速栅电压的选择直接影响到离子推力器的工作性能和运行寿命,电子反流阈值电压是确定加速栅电压的重要参考参数。基于PIC方法计算了20cm氙离子推力器加速栅电子反流阈值,并分析了加速栅孔径、栅间距、单孔引出束流电流大小对加速栅电子反流阈值电压的影响,计算结果与试验测量值符合较好。该数值模型为加速栅参数的选择和降低电子反流失效风险方法提供了参考,为下一步电子反流现象对加速栅寿命的预测分析奠定了基础。 展开更多
关键词 离子推力器 加速栅 电子反流 PIC方法
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离子推力器加速栅寿命概率性分析 被引量：13
9
作者 贾艳辉 张天平 李小平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期766-769,共4页
交换电荷离子对加速栅极的溅射腐蚀是离子推力器的关键失效模式之一,基于交换电荷离子对加速栅溅射腐蚀的物理机理,对离子推力器加速栅工作寿命进行了概率性建模。利用该模型对20cm Xe离子推力器加速栅寿命和其达到预期寿命的可靠度进... 交换电荷离子对加速栅极的溅射腐蚀是离子推力器的关键失效模式之一,基于交换电荷离子对加速栅溅射腐蚀的物理机理,对离子推力器加速栅工作寿命进行了概率性建模。利用该模型对20cm Xe离子推力器加速栅寿命和其达到预期寿命的可靠度进行了评估。结果显示加速栅的寿命近似服从高斯分布,当推力器工作环境压力近似6.7×10-3Pa时,加速栅工作寿命达到3kh的可靠度为0.9352。 展开更多
关键词 离子推力器 加速栅极 寿命 高斯分布 可靠性
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用于真空测量的场发射阴极制备及研究进展 被引量：11
10
作者 李得天 张虎忠 +1 位作者 冯焱 成永军 《真空与低温》 2013年第1期1-6,共6页
主要回顾了近半个世纪用于真空测量的多种场发射阴极,阐述其制备方法及应用现状,说明了各种阴极结构的特点,最后介绍了近几年场发射阴极制备研究的最新进展。新型场发射阴极,对于真空测量的未来发展具有重要的推动作用。
关键词 阴极 场发射 真空测量 电离规
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太阳帆表面薄膜空间电子辐照性能研究 被引量：9
11
作者 黄小琦 王立 +5 位作者 刘宇飞 高鸿 王永建 田海 冯展祖 柳青 《真空与低温》 2014年第3期154-157,共4页
太阳帆是十分有利于深空探测的一种新型飞行器,帆面采用超轻薄的薄膜材料,提高飞行器的推进性能。帆面材料长期暴露在空间,由于长期受到空间粒子辐射环境的影响,性能发生退化影响在空间的应用。研究空间电子与薄膜相互作用的机理,分析... 太阳帆是十分有利于深空探测的一种新型飞行器,帆面采用超轻薄的薄膜材料,提高飞行器的推进性能。帆面材料长期暴露在空间,由于长期受到空间粒子辐射环境的影响,性能发生退化影响在空间的应用。研究空间电子与薄膜相互作用的机理,分析电子沉积剂量,通过地面模拟不同剂量的空间电子辐照环境,对辐照后新型超薄帆面材料力学性能的研究,满足太阳帆在空间应用要求。结果表明:超薄聚酰亚胺薄膜材料,在厚度及辐照力学性能得到了较大的突破,但断裂伸长率仍需提升,电子辐照后性能略有下降,耐辐照性能也需进一步提高。 展开更多
关键词 太阳帆 聚酰亚胺薄膜 电子辐照 力学性能
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不同面积Kapton材料的放电特性实验研究 被引量：10
12
作者 刘海波 李得天 +3 位作者 杨生胜 汤道坦 柳青 王婷婷 《真空与低温》 2014年第3期140-144,共5页
航天器表面介质材料在空间等离子环境下会产生放电现象,放电诱发的瞬态脉冲会对航天器在轨安全运行产生严重影响。通过对不同面积的125μm厚Kapton温控材料进行放电实验,对放电诱发的瞬态脉冲进行测量,总结分析其规律,得出4～36 cm2Kap... 航天器表面介质材料在空间等离子环境下会产生放电现象,放电诱发的瞬态脉冲会对航天器在轨安全运行产生严重影响。通过对不同面积的125μm厚Kapton温控材料进行放电实验,对放电诱发的瞬态脉冲进行测量,总结分析其规律,得出4～36 cm2Kapton材料和64～225 cm2Kapton材料的放电波形存在比较大的差异,而且随着材料面积增加,Kapton材料的放电电流峰值、放电持续时间、放电电荷损失量和放电频率都相应的升高。对Kapton材料放电特性的研究,将为航天器带电防护设计和放电危害评估提供数据支持。 展开更多
关键词 Kapton材料面积 放电波形 放电电流峰值 放电持续时间 放电电荷损失量 放电频率
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改善离子推力器束流均匀性的方法 被引量：10
13
作者 郑茂繁 江豪成 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期762-765,775,共5页
离子推力器的束流分布,直接影响离子推力器离子光学系统(亦称栅极组件)的性能和寿命。通过对离子推力器离子光学系统的改进和放电室磁场的优化,使束流均匀性系数R值达到0.7左右。离子推力器束流分布均匀性的有效提高,有助于改善离子光... 离子推力器的束流分布,直接影响离子推力器离子光学系统(亦称栅极组件)的性能和寿命。通过对离子推力器离子光学系统的改进和放电室磁场的优化,使束流均匀性系数R值达到0.7左右。离子推力器束流分布均匀性的有效提高,有助于改善离子光学系统的受热分布,降低离子光学系统的温度,并能减小其温度差,使离子光学系统的热应力和热变形降低,进而延长离子推力器的寿命。 展开更多
关键词 电推进 离子推力器 束流 离子光学系统 方法
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空间单粒子锁定效应研究 被引量：9
14
作者 薛玉雄 杨生胜 +4 位作者 陈罗婧 曹洲 把得东 安恒 郭刚 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期692-697,共6页
空间辐射效应是影响器件空间性能的重要因素,特别是单粒子锁定现象一直是困扰CMOS器件在空间应用的一个难题。为此,文中分析了空间单粒子锁定效应机理、特点、模拟试验及检测方法,并选取典型空间用器件开展了单粒子锁定试验研究,在此基... 空间辐射效应是影响器件空间性能的重要因素,特别是单粒子锁定现象一直是困扰CMOS器件在空间应用的一个难题。为此,文中分析了空间单粒子锁定效应机理、特点、模拟试验及检测方法,并选取典型空间用器件开展了单粒子锁定试验研究,在此基础上,结合试验数据分析给出了单粒子锁定防护方法、监测方法及建议,供相关技术人员参考。 展开更多
关键词 CMOS器件 单粒子锁定 模拟试验 防护设计方法
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30cm口径离子推力器热特性模拟分析 被引量：9
15
作者 孙明明 张天平 王亮 《真空与低温》 2014年第3期158-162,共5页
为了对30 cm口径LIPS-300推力器的热设计提出合理建议,利用有限元分析软件对LIPS-300离子推力器进行地面稳态及热应力分析。结果显示处于大流量点火工作状态时,离子推力器的高温部件主要是阳极筒锥段、屏栅筒以及后极靴,当推力器达到稳... 为了对30 cm口径LIPS-300推力器的热设计提出合理建议,利用有限元分析软件对LIPS-300离子推力器进行地面稳态及热应力分析。结果显示处于大流量点火工作状态时,离子推力器的高温部件主要是阳极筒锥段、屏栅筒以及后极靴,当推力器达到稳态后,阳极筒和后外壳锥段的热形变占主要地位。根据仿真分析得出的热设计优化结论是提高LIPS-300离子推力器内外部件的表面发射率是可以降低内部部件温度,并满足磁钢工作温度上限的有效方法。 展开更多
关键词 30 cm口径 离子推力器 热分析 温度分布
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二次电子和背散射电子发射对卫星表面电位的影响 被引量：7
16
作者 陈益峰 杨生胜 +3 位作者 李得天 秦晓刚 史亮 冯娜 《现代应用物理》 2014年第3期223-226,共4页
利用麦克斯韦函数描述空间等离子体能量分布特性,计算获得了空间等离子体中电子和离子充电电流密度、二次电子和背散射电子发射系数,并基于充放电平衡方程,建立了表面充电电位的计算方法。研究结果表明,二次电子和背散射电子在卫星表面... 利用麦克斯韦函数描述空间等离子体能量分布特性,计算获得了空间等离子体中电子和离子充电电流密度、二次电子和背散射电子发射系数,并基于充放电平衡方程,建立了表面充电电位的计算方法。研究结果表明,二次电子和背散射电子在卫星表面材料Kapton的充电电位中约占25%。 展开更多
关键词 表面充放电效应 二次电子 背散射电子 充电电位
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基于ZBO存储的低温储箱漏热分析 被引量：8
17
作者 程进杰 朱建炳 +2 位作者 冶文莲 张安 李正清 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期46-50,共5页
由于低温液体的存储温度很低,造成周围环境的热量漏入贮箱内部,导致低温液体的蒸发和贮箱内部压力升高。为了解决上述问题,采用被动绝热与主动制冷相结合的零蒸发无损存储(ZBO)方案,通过分析计算进入低温贮箱内的热量,包括通过储箱体、... 由于低温液体的存储温度很低,造成周围环境的热量漏入贮箱内部,导致低温液体的蒸发和贮箱内部压力升高。为了解决上述问题,采用被动绝热与主动制冷相结合的零蒸发无损存储(ZBO)方案,通过分析计算进入低温贮箱内的热量,包括通过储箱体、颈管及连接管路进入储箱的热量,为进一步减小漏热量及优化ZBO存储性能提供理论依据。 展开更多
关键词 低温储箱 漏热 ZBO 存储
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LHT-100霍尔推力器宽功率范围工作实验研究 被引量：8
18
作者 田立成 郭宁 +2 位作者 龙建飞 孙小菁 高俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1283-1289,共7页
为了研究兰州空间技术物理研究所口径为100mm的LHT-100霍尔推力器宽功率范围工作性能,从实验的角度研究了放电电压100~400V、放电功率500~1800W时LHT-100霍尔推力器的工作性能。实验结果表明,LHT-100霍尔推力器可以在较宽功率范围内正... 为了研究兰州空间技术物理研究所口径为100mm的LHT-100霍尔推力器宽功率范围工作性能,从实验的角度研究了放电电压100~400V、放电功率500~1800W时LHT-100霍尔推力器的工作性能。实验结果表明,LHT-100霍尔推力器可以在较宽功率范围内正常工作,放电特性和推力性能稳定,推力变化范围为30~95mN,比冲变化范围为600~1950s,推力效率变化范围为18%~53%,功率推力比变化范围为14.3~18.4W/mN。 展开更多
关键词 LHT-100霍尔推力器 伏安特性 宽功率范围 实验研究
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卫星敏感区域霍尔推力器束流沉积污染模型 被引量：7
19
作者 田立成 龙建飞 +2 位作者 郭宁 张天平 顾左 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期883-887,共5页
安装在卫星上的霍尔推力器工作时喷出的高速束流会对卫星太阳电池阵列产生溅射,卫星太阳电池阵列溅射产物返回至卫星敏感区对敏感设备产生沉积污染。本文建立了兰州空间技术物理研究所LHT-100霍尔推力器的束流模型,应用LHT-100霍尔推力... 安装在卫星上的霍尔推力器工作时喷出的高速束流会对卫星太阳电池阵列产生溅射,卫星太阳电池阵列溅射产物返回至卫星敏感区对敏感设备产生沉积污染。本文建立了兰州空间技术物理研究所LHT-100霍尔推力器的束流模型,应用LHT-100霍尔推力器束流模型计算了霍尔推力器的束流分布和束流发散半角。并结合该束流模型建立了卫星敏感区沉积模型,计算了安装在卫星上的LHT-100霍尔推力器束流在卫星敏感区域的沉积率,对敏感器在卫星上的安装布局提供重要的理论指导,同时也为LHT-100霍尔推力器在卫星上的安装倾角提供理论依据。 展开更多
关键词 LHT-100霍尔推力器 束流模型 沉积污染模型
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二次电子发射对稳态等离子体推进器加速通道鞘层的影响 被引量：7
20
作者 田立成 石红 +1 位作者 李娟 张天平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期193-197,共5页
稳态等离子体推进器(Stationary Plasma Thruster,SPT)工作时产生的高密度等离子体遇到其加速通道陶瓷器壁时,在陶瓷器壁与等离子体之间形成鞘层。离子会在鞘层电场作用下到达SPT加速通道器壁表面进而复合,而等离子体中的电子由于具有... 稳态等离子体推进器(Stationary Plasma Thruster,SPT)工作时产生的高密度等离子体遇到其加速通道陶瓷器壁时,在陶瓷器壁与等离子体之间形成鞘层。离子会在鞘层电场作用下到达SPT加速通道器壁表面进而复合,而等离子体中的电子由于具有高能可跃过鞘层电场轰击器壁表面,从而产生二次电子发射效应。从器壁表面发射出的二次电子由于受到鞘层电场的排斥,导致其向等离子体源区移动,进而影响等离子体鞘层的特性。建立了考虑二次电子发射效应的无碰撞等离子体鞘层的一维流体模型,研究了二次电子发射对SPT加速通道鞘层特性的影响。计算结果显示,随二次电子发射系数增加,鞘层电势、离子密度、电子密度和二次电子密度增加,而离子速度降低,鞘层中离子密度始终大于电子密度。鞘层中二次电子绝大多数集中在器壁附近,随二次电子穿越鞘层厚度的增加,二次电子密度快速下降。 展开更多
关键词 稳态等离子体推进器 加速通道 二次电子发射 等离子体鞘层
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