真空度對(duì)霍爾推力器性能的影響.pdf

1、隨著航天器對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)性能要求的不斷提高，電推進(jìn)以其獨(dú)有的優(yōu)勢被越來越多地應(yīng)用在衛(wèi)星姿態(tài)控制、位置保持、空間飛行器深空探測、星際旅行等空間任務(wù)中。作為全世界各個(gè)國家和機(jī)構(gòu)太空動(dòng)力裝置的研究熱點(diǎn)，具有低發(fā)射成本、高有效載荷率等特點(diǎn)的電推進(jìn)技術(shù)之一——霍爾推力器可以完全勝任各種遠(yuǎn)距離航天任務(wù)?，F(xiàn)階段中國、歐洲、俄羅斯及美國都明顯加大其研究力度。由于技術(shù)條件的客觀限制，目前各個(gè)機(jī)構(gòu)對(duì)霍爾推力器的研究均基于地面模擬的太空環(huán)境，但人為模擬的真空環(huán)境

2、與太空真實(shí)環(huán)境有明顯差異，該差異會(huì)對(duì)推力器產(chǎn)生明顯影響。為說明該問題，本文旨在研究真空環(huán)境對(duì)推力器參數(shù)的影響機(jī)理及依據(jù)地面測試進(jìn)行參數(shù)修正的方法，作為推力器實(shí)際應(yīng)用的有力依據(jù)，文章具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　真空背壓對(duì)霍爾推力器推力的影響機(jī)制。詳細(xì)闡述了真空背壓影響推力器推力的機(jī)理，提出模擬真空環(huán)境的影響實(shí)質(zhì)是背景氣體返流，并將返流量進(jìn)行量化。通過推力器離子能量分布與光譜診斷的實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)真空背壓影響推力的機(jī)制劃分為一次效應(yīng)和

3、二次效應(yīng)，對(duì)背壓影響一次效應(yīng)和二次效應(yīng)的變化進(jìn)行了分析，為根據(jù)地面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)在軌運(yùn)行實(shí)際推力的修正提供依據(jù)。
　　真空背壓對(duì)霍爾推力器放電電流的影響機(jī)制。將背壓變化影響推力器放電電流的機(jī)理也劃分為一次效應(yīng)與二次效應(yīng)，通過對(duì)推力器放電電流、離子電流，以及根據(jù)離子能量分布推算的返流離子電流，對(duì)背壓影響放電電流一次效應(yīng)與二次效應(yīng)的程度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。通過對(duì)推力器通道內(nèi)電子溫度的測量以及磁安特性曲線的測量說明了背壓影響推力器內(nèi)電子傳導(dǎo)的問

4、題。
　　考慮背壓的霍爾推力器性能指標(biāo)的修正方法。霍爾推力器作為實(shí)際工程應(yīng)用產(chǎn)物，其在軌實(shí)際運(yùn)行時(shí)體現(xiàn)其運(yùn)行情況的參數(shù)尤為重要，但在缺乏實(shí)際在軌實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)情況下，地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果是衡量推力器性能指標(biāo)的唯一依據(jù)，所以需要排除模擬真空環(huán)境對(duì)推力器參數(shù)的影響，消除參數(shù)天地不一致性，從而根據(jù)地面實(shí)驗(yàn)?zāi)芨鼫?zhǔn)確體現(xiàn)推力器在軌工作情況。本章依據(jù)前兩章的實(shí)驗(yàn)及理論發(fā)現(xiàn)，提出考慮背壓的推力器參數(shù)的修正方法，為實(shí)際工程應(yīng)用提供有力依據(jù)。