高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2013年
7期
1602-1608
,共7页
离子推力器%束流等离子体%Langmuir单探针%悬浮电位%空间电位%电子温度%离子浓度
離子推力器%束流等離子體%Langmuir單探針%懸浮電位%空間電位%電子溫度%離子濃度
리자추력기%속류등리자체%Langmuir단탐침%현부전위%공간전위%전자온도%리자농도
ion thruster%beam plasma%single Langmuir probe%floating potential%spacial potential%electron temperature%ion density
离子推力器和航天器的成功整合,需要对羽流-航天器之间可能的相互作用进行全面的评估.为了给二者的整合提供实验依据,设计使用了Langmuir单探针测试系统,对氙气离子推力器束流等离子体参数的空间分布进行了诊断研究.实验中使用栅极表面向外凸出的双栅极Kaufman型离子推力器,真空舱的背景压强为3 mPa.与传统静态等离子体不同的是:离子推力器束流等离子体具有很大的定向速度,致使探针电流大幅增加,所以传统静态等离子体条件下的I-V(电流-电位)曲线的解释需要重新考虑并进行适当修正.为了尽量减少定向流对离子饱和电流的影响,实验中选择将Langmuir探针与推力器轴线平行放置.实验结果表明:离子推力器的束流等离子体的悬浮电位、空间电位、离子浓度的变化趋势相似,不同径向位置处的各参数都随着轴向距离的增加而减小.分布图中存在一些参数值较低的特殊点,是因为这些测点并没有位于等离子体束流区域内.通过这些特殊点的轴向和径向坐标,可估计出推力器的束流发散角(16.014°)、栅极半径(在71.3～111.3 mm范围之内)、束流形状.
離子推力器和航天器的成功整閤,需要對羽流-航天器之間可能的相互作用進行全麵的評估.為瞭給二者的整閤提供實驗依據,設計使用瞭Langmuir單探針測試繫統,對氙氣離子推力器束流等離子體參數的空間分佈進行瞭診斷研究.實驗中使用柵極錶麵嚮外凸齣的雙柵極Kaufman型離子推力器,真空艙的揹景壓彊為3 mPa.與傳統靜態等離子體不同的是:離子推力器束流等離子體具有很大的定嚮速度,緻使探針電流大幅增加,所以傳統靜態等離子體條件下的I-V(電流-電位)麯線的解釋需要重新攷慮併進行適噹脩正.為瞭儘量減少定嚮流對離子飽和電流的影響,實驗中選擇將Langmuir探針與推力器軸線平行放置.實驗結果錶明:離子推力器的束流等離子體的懸浮電位、空間電位、離子濃度的變化趨勢相似,不同徑嚮位置處的各參數都隨著軸嚮距離的增加而減小.分佈圖中存在一些參數值較低的特殊點,是因為這些測點併沒有位于等離子體束流區域內.通過這些特殊點的軸嚮和徑嚮坐標,可估計齣推力器的束流髮散角(16.014°)、柵極半徑(在71.3～111.3 mm範圍之內)、束流形狀.
리자추력기화항천기적성공정합,수요대우류-항천기지간가능적상호작용진행전면적평고.위료급이자적정합제공실험의거,설계사용료Langmuir단탐침측시계통,대선기리자추력기속류등리자체삼수적공간분포진행료진단연구.실험중사용책겁표면향외철출적쌍책겁Kaufman형리자추력기,진공창적배경압강위3 mPa.여전통정태등리자체불동적시:리자추력기속류등리자체구유흔대적정향속도,치사탐침전류대폭증가,소이전통정태등리자체조건하적I-V(전류-전위)곡선적해석수요중신고필병진행괄당수정.위료진량감소정향류대리자포화전류적영향,실험중선택장Langmuir탐침여추력기축선평행방치.실험결과표명:리자추력기적속류등리자체적현부전위、공간전위、리자농도적변화추세상사,불동경향위치처적각삼수도수착축향거리적증가이감소.분포도중존재일사삼수치교저적특수점,시인위저사측점병몰유위우등리자체속류구역내.통과저사특수점적축향화경향좌표,가고계출추력기적속류발산각(16.014°)、책겁반경(재71.3～111.3 mm범위지내)、속류형상.
