不同环境温度对30cm离子推力器三栅极组件的离子刻蚀速率影响分析

发布时间：2022-12-17 11:23

　　为了对不同环境温度造成的30cm离子推力器三栅极组件离子刻蚀速率的影响进行分析,采用有限元仿真与试验验证相结合的方法,计算并试验验证了不同环境温度下的三栅极组件热平衡温度以及栅极间的相对位移变化,采用流体方法模拟了不同环境温度（20℃,-70℃,-120℃和-170℃）对三栅极组件的刻蚀影响,并结合短期寿命试验结果进行验证。结果显示:随着环境温度的降低,屏栅达到温度平衡的时间无变化,而加速栅温度平衡所需的时间则明显延长,20℃下的屏栅和加速栅热仿真结果与室温下推力器热平衡试验结果比对误差分别为7%和5%;其次环境温度的降低,会导致屏栅与加速栅的中心间距和边缘间距均缩小,而加速栅和减速栅的边缘间距却逐渐拉大,仿真结果与栅极热间距摄像测量结果符合性较好;根据三栅极组件的栅孔径扩大率随环境温度变化的计算结果来看,加速栅中心和减速栅边缘是离子刻蚀的主要位置,轰击至加速栅中心区域的离子数速率约是边缘的3倍,而轰击至减速栅边缘区域的离子数速率是中心的2.5倍,且环境温度的降低对加速栅中心区域离子刻蚀的影响更为强烈;经2100h的寿命试验验证,仿真结果与试验结果基本符合,误差经分析认为主要来自于流体... 

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【文章目录】：
1 引言
2 不同环境温度下的栅极平衡温度
3 栅极间距变化模拟
4 不同环境温度对三栅极组件的刻蚀影响
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]30cm离子推力器栅极组件热应力及热形变计算模拟[J]. 孙明明,张天平,王亮,吴先明.  推进技术. 2016(07)
[2]LIPS-200环型会切磁场离子推力器热模型计算分析[J]. 孙明明,张天平,陈娟娟,龙建飞,吴先明.  推进技术. 2015(08)
[3]LIPS-200离子推力器热特性模拟分析研究[J]. 孙明明,张天平,陈娟娟,龙建飞.  强激光与粒子束. 2014(08)



本文编号：3719842