微型直流离子推力器的设计与实验研究

发布时间：2021-01-23 23:40

　　近年来,针对低轨道的空间探测以及对地观测任务需求日益增多,小卫星技术得到了飞速发展。小卫星平台要求推进系统质量轻、体积小、比冲高、效率高,现有的化学推进器无法很好地满足小卫星工作的需求,电推进的应用成为一种趋势。微型离子推力器具有微推力、高效率、高比冲、推力可控等优点,具有很好的应用前景和研究价值。本文设计了一款放电室直径20mm的微型离子推力器,并对其放电特性和工作性能展开研究。首先,从离子推力器的工作原理出发,分析了离子推力器的不同磁场位形,确定二极磁场作为20mm微型离子推力器的磁场位形并利用FEMM对放电室磁场进行仿真研究,分析放电室内的磁场特性。结果表明,在距放电室底端15mm的位置之前,放电室轴线上的磁场强度呈下降趋势,此后磁场强度呈上升趋势。从推力器的设计需求和实验中发现的问题出发,对无热子空心阴极的结构进行改进。并确定了推力器各部分的几何参数,并对阳极结构、导磁结构、离子光学系统的进行设计,完成20mm微型离子推力器原理样机设计。其次,通过PIC模拟放电室内等离子体密度、电子密度、等离子体电势和电子能量等特性参数,研究不同主阴极位置、工质流量、阳极电压、磁场位形和放电电... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

离子推力器工作原理图

图 1-2 MIXI 推力器[31]ao 制作了一个研究模型，作试平台，等离子体源可以用针测量得到等离子体密度，变化，以确定各种条件下的寸在适当缩放下，等离子体推进器的整体性能的结论。磁通量对齐坐标系用于对垂对齐坐标系表明等离子体沿放电设计工具。该工具用于以较小的变化使基础配置发性能的重要性[36]。究 MiXI，目标是更好地了解工作时将容易过热而无法实力器热特性并确定如何减少[37]

图 1-3 MIXI-CPv3 实验样机[35]内容流离子推力器展开理论及实验研究，首先借计了一款基于无热子空心阴极、放电室直径后对推力器磁场和等离子体特性进行仿真，接着通过实验测量推力器在不同工作条件下最后，通过实验测量推力器在不同工况下的的性能参数。容及章节安排如下：m 微型直流离子推力器的结构进行设计。通 FEMM 对推力器的磁场进行仿真，分析放电需求和实验中发现的问题出发，对原有无热对推力器放电室磁场、阳极参数及零部件结设计方案进行分析，对离子引出系统的结构

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2996135