微阴极电弧推力器羽流探针诊断研究

V439+.4; 微阴极电弧推力器(micro-cathode arc thruster,μCAT)具备功率低和结构简单的特点,能够满足微纳卫星的任务需求,具有良好的发展前景.μCAT羽流的诊断可以揭示推力器的加速机理,对提高其性能具有重要意义.利用朗缪尔三探针对μCAT羽流进行诊断,得到了μCAT羽流不同位置的电子温度、电子密度和离子速度等羽流特性,研究了外加磁场、充电时间和阴极材料对羽流特性的影响.研究结果表明,μCAT放电初期产生的等离子体电子温度较高,密度较大;随着等离子体向下游运动,电子温度和电子密度降低,离子速度增大;外加磁场的磁感应强度越强,电子温度和离子速度越高,电子密度有所降...

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Published in中国空间科学技术 Vol. 43; no. 2; pp. 47 - 54
Main Authors 王帅, 刘向阳, 赵子靖, 郭浩然, 耿金越, 沈岩, 王宁飞
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京理工大学宇航学院,北京 100081%北京控制工程研究所,北京 100190%北京控制工程研究所,北京 100190 25.04.2023
中山大学航空航天学院,广州 510275
Subjects
离子速度
微阴极电弧推力器
朗缪尔探针
羽流诊断
等离子体特性
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ISSN1000-758X
DOI10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0019

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Summary:V439+.4; 微阴极电弧推力器(micro-cathode arc thruster,μCAT)具备功率低和结构简单的特点,能够满足微纳卫星的任务需求,具有良好的发展前景.μCAT羽流的诊断可以揭示推力器的加速机理,对提高其性能具有重要意义.利用朗缪尔三探针对μCAT羽流进行诊断,得到了μCAT羽流不同位置的电子温度、电子密度和离子速度等羽流特性,研究了外加磁场、充电时间和阴极材料对羽流特性的影响.研究结果表明,μCAT放电初期产生的等离子体电子温度较高,密度较大;随着等离子体向下游运动,电子温度和电子密度降低,离子速度增大;外加磁场的磁感应强度越强,电子温度和离子速度越高,电子密度有所降低;磁场位置适当向推力器下游平移,能够有效提高推力器中轴线的电子密度;μCAT充电时间越长,电子温度、电子密度和离子速度越大;相比于CuW和AgW阴极,Ti阴极羽流的电子温度更高,电子密度更低.
ISSN:1000-758X
DOI:10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0019