脉冲等离子体推力器推力测试及光谱特性实验研究

发布时间：2017-09-12 07:23

  本文关键词：脉冲等离子体推力器推力测试及光谱特性实验研究

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【摘要】：近些年来,随着微小卫星系统的迅猛发展,其推进技术也得到了十分迅速的发展,微推力器是微小卫星等航天器的关键分系统,它的性能直接关系到太空任务执行的成败。脉冲等离子体推力器(Pulsed Plasma Thruster)由于具有结构简单、推力小、比冲高、元冲量小、功耗小等优点,成为学者们研究的热点。首先针对推力器的推力测试,介绍了相关国内外在测试领域的相关研究成果。研究多脉冲推力测量技术,分析多脉冲平均推力与系统稳态转角之间的关系,通过仿真分析测试要求,在现有测试台的基础上通过增减配重的方式调整测试台固有周期,达到多脉冲测试要求。PPT实验环境为真空环境,研制在真空环境下适用于测试系统的自动标定系统,包括线圈电路、支架等,通过与标准砝码标定相对比,验证系统的可行性,分析大气环境下和真空环境下标定的差异性,提高了测量的精确度。在真空环境下,实际进行不同工况下PPT的推力测量实验。针对推力器脉冲烧蚀质量的测量,提出一个增加样本推进剂的测量方案,增加校正量,提高了测量的精确度,计算出推力器的比冲、效率等性能指标。优化改进了原有光谱测试系统,通过增加光纤和透镜解决了某些组分等离子体信号微弱的问题。引入水平激光仪,在实验初始零点定位方面提高了定位精度。增加了精确厚度的尼龙板来控制垂直高度,实现了对PPT放电等离子体的二维空间测量。最后,实际测量了PPT的光谱数据,分析其特性。
【关键词】：脉冲等离子体推力器 自动标定 烧蚀质量 光谱特性
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V439.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 本论文研究的背景和意义9-11
• 1.2 国内外微推力测试系统研究现状11-17
• 1.2.1 国内研究现状12-14
• 1.2.2 国外研究现状14-17
• 1.3 国内外光谱特性研究现状17-19
• 1.3.1 国内研究现状18-19
• 1.3.2 国外研究现状19
• 1.4 本文主要工作19-21
• 第2章 微推力测试分析21-32
• 2.1 测试台架分析21-24
• 2.1.1 推力测试台介绍21-23
• 2.1.2 数学模型分析23-24
• 2.2 多脉冲推力分析24-26
• 2.3 周期刻度分析26-29
• 2.4 测试台固有周期与配重分析29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第3章 自动标定系统的设计与实验32-42
• 3.1 电路设计32-33
• 3.2 电磁力标定33-37
• 3.3 标定系统的安装及实验37-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 PPT实验及分析42-51
• 4.1 PPT实验系统介绍42-45
• 4.1.1 PPT样机42-43
• 4.1.2 真空系统43-45
• 4.2 静态标定45-47
• 4.3 推力测试47-48
• 4.4 烧蚀质量的测量48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 光谱测试系统设计与实验51-64
• 5.1 测试系统搭建51-56
• 5.1.1 系统组成51-52
• 5.1.2 光谱仪52-54
• 5.1.3 二维定位装置54-56
• 5.2 透镜和光纤56-57
• 5.3 初始定位方案57-59
• 5.4 实验测试59-63
• 5.4.1 实验步骤59-61
• 5.4.2 结果分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-68
• 附录68-69
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单69-70
• 致谢70

【参考文献】

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1 李晶,蒋金伟,赵宝瑞;系列电火箭小推力自动测量系统[J];宇航计测技术;2005年02期

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本文编号：835868