真空与低温
真空與低溫
진공여저온
VACUUM AND CRYOGENICS
2013年
3期
163-167
,共5页
陈娟娟%张天平%贾艳辉%郑茂繁
陳娟娟%張天平%賈豔輝%鄭茂繁
진연연%장천평%가염휘%정무번
磁感强度%离子推力器%放电室%性能
磁感彊度%離子推力器%放電室%性能
자감강도%리자추력기%방전실%성능
magnetic field strength%ion thruster%discharge chamber%performance
离子推力器放电室内永久磁铁产生的磁场大小及分布对提高放电室放电效率和约束等离子体起着非常重要的作用。利用离子推力器性能模型并结合试验测得的束流离子生产成本,分析放电室内磁感强度大小对LIPS-200 离子推力器放电室性能的影响。数值计算结果显示永久磁铁厚度增加1 mm,放电室内的磁感强度从原来的5.0×10 -3 ~3.0×10 -2 T 增加至1.0×10 -2 ~5.0×10 -2 T。理论分析结果显示磁感强度增加50%,原初电子平均约束时间增加49.9%、原初电子和中性气体之间的碰撞概率增加6.9%、离子损耗减小64%、束流离子生产成本降低18.1%、推进剂利用率提高7.4%。放电损耗、推进剂利用率与磁感强度大小呈线性关系。该研究能够为今后离子推力器设计提供一定的参考。
離子推力器放電室內永久磁鐵產生的磁場大小及分佈對提高放電室放電效率和約束等離子體起著非常重要的作用。利用離子推力器性能模型併結閤試驗測得的束流離子生產成本,分析放電室內磁感彊度大小對LIPS-200 離子推力器放電室性能的影響。數值計算結果顯示永久磁鐵厚度增加1 mm,放電室內的磁感彊度從原來的5.0×10 -3 ~3.0×10 -2 T 增加至1.0×10 -2 ~5.0×10 -2 T。理論分析結果顯示磁感彊度增加50%,原初電子平均約束時間增加49.9%、原初電子和中性氣體之間的踫撞概率增加6.9%、離子損耗減小64%、束流離子生產成本降低18.1%、推進劑利用率提高7.4%。放電損耗、推進劑利用率與磁感彊度大小呈線性關繫。該研究能夠為今後離子推力器設計提供一定的參攷。
리자추력기방전실내영구자철산생적자장대소급분포대제고방전실방전효솔화약속등리자체기착비상중요적작용。이용리자추력기성능모형병결합시험측득적속류리자생산성본,분석방전실내자감강도대소대LIPS-200 리자추력기방전실성능적영향。수치계산결과현시영구자철후도증가1 mm,방전실내적자감강도종원래적5.0×10 -3 ~3.0×10 -2 T 증가지1.0×10 -2 ~5.0×10 -2 T。이론분석결과현시자감강도증가50%,원초전자평균약속시간증가49.9%、원초전자화중성기체지간적팽당개솔증가6.9%、리자손모감소64%、속류리자생산성본강저18.1%、추진제이용솔제고7.4%。방전손모、추진제이용솔여자감강도대소정선성관계。해연구능구위금후리자추력기설계제공일정적삼고。
The magneticfield strength directly influences the probability of the primary electrons making a collision before being lost to the anode.Based on the analytical discharge performance model and the experimental values of the beam ion en-ergy cost, The artide considers that only by changing the magnetic field strength to improve the performance of the ion thruster , while keeping the LIPS-200 configurationand operation parameters unchanged .The results show that reducingthe size of the magnet for 1 mm , the magnetic density flux contour in the discharge chamber would be changed and the strength of the magnet transforms from the 5.0×10-3 ~3.0×10-2 T to 10.×10 -2~5.0×10 -2 T.By increasing the strengt5h0%, the mean time for a primary electronwouldbe decreased by 49.9%, the probability of collision between the primary electrons and neutrals would be increased by 6.9%, the loss rate of the ion wouldbe reduce by 64%, the beam ion energy costwould be decreased by 18.1%, and the propellantutilization wouldbe improved by 7.4%.The resultscan provide reference and refer-ence valuein the future development of the performanceanalysis of ion thruster.