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第1章 空间电推进基础知识1

1.1 电推进简介2

1.1.1 电推进的基本概念与分类2

1.1.2 典型电推进简介4

1.1.3 电推力器主要性能参数9

1.2 电推进发展概述及典型应用15

1.2.1 电推进技术发展15

1.2.2 电推进应用进展15

1.2.3 深空探测领域典型应用17

1.2.4 地球轨道卫星领域典型应用21

1.3 电推进测试技术概要24

1.3.1 电推进测试工作的必要性24

1.3.2 电推进测试的内容及范畴24

1.3.3 电推进测试的作用及意义25

参考文献25

第2章 电推力器性能测试与评价技术29

2.1 电推力器性能及束流特性测试概述30

2.1.1 电推力器主要性能参数测试30

2.1.2 离子推力器束流特性及测试31

2.2 电推进微小推力测试35

2.2.1 推力测量的必要性35

2.2.2 扭转式推力测量方法35

2.2.3 摆式推力测量方法38

2.3 电推进束流分布测试42

2.3.1 束流分布测试原理42

2.3.2 束流分布测试装置实例51

2.3.3 典型实例束流分布测试结果与分析58

2.4 双荷离子比例测试62

2.4.1 测试原理62

2.4.2 测试装置及测试方法66

2.4.3 测试结果与分析68

参考文献71

第3章 电推力器寿命验证试验与评估技术75

3.1 概述76

3.2 寿命试验技术77

3.2.1 试验方法77

3.2.2 试验系统组成79

3.2.3 试验流程80

3.2.4 性能变化诊断测试项目84

3.3 寿命试验实例85

3.3.1 NSTAR离子推力器分阶段的寿命扩展试验86

3.3.2 NEXT离子推力器寿命试验86

3.3.3 XIPS-13和XIPS-25离子推力器寿命试验88

3.3.4 ETS-Ⅵ离子推力器寿命试验情况89

3.3.5 μ-10离子推力器寿命试验92

3.3.6 RITA推力器寿命试验92

3.4 寿命评估94

3.4.1 失效模式及失效判据94

3.4.2 寿命模型96

3.4.3 寿命评估方法与流程106

3.4.4 寿命分析评估实例110

参考文献113

第4章 电推力器力、热特性分析与测试评价技术119

4.1 力学特性分析与测试评价技术120

4.1.1 电推力器力学特性要求120

4.1.2 离子推力器力学仿真分析方法122

4.1.3 离子推力器力学试验方法129

4.1.4 离子推力器力学试验与仿真结果的对比分析133

4.1.5 总结135

4.2 热特性分析与测试评价技术136

4.2.1 电推力器热特性评价需求136

4.2.2 30 cm离子推力器栅极组件热形变位移分析137

4.2.3 三栅极组件热形变位移对离子引出过程的影响分析145

4.2.4 离子推力器热真空试验方法160

参考文献164

第5章 电推力器关键部组件测试与评价技术169

5.1 空心阴极测试与评价技术170

5.1.1 空心阴极的结构及工作原理170

5.1.2 性能测试装置172

5.1.3 点火启动特性测试与评价技术176

5.1.4 稳态放电特性测试与评价技术178

5.1.5 寿命试验与评价技术185

5.2 栅极组件测试技术186

5.2.1 栅极组件的结构与工作原理186

5.2.2 主要几何参数及其测量方法187

5.2.3 主要性能参数及其测试方法191

参考文献197

第6章 电推进羽流效应测试与评价技术207

6.1 羽流等离子体模型与数值计算方法208

6.1.1 电推进羽流的组成成分208

6.1.2 电推进羽流的动力学模型209

6.1.3 粒子运动的相关数值模拟方法214

6.1.4 粒子碰撞数值模拟方法216

6.2 羽流等离子体诊断测量技术219

6.2.1 电推进羽流LP探针诊断220

6.2.2 电推进羽流Faraday探针诊断233

6.2.3 电推进羽流RPA探针诊断236

6.2.4 电推进羽流污染QCM诊断241

6.2.5 电推进羽流发射光谱诊断技术247

6.3 羽流等离子体效应评价248

6.3.1 羽流等离子体概述248

6.3.2 溅射与沉积249

6.3.3 充放电效应267

参考文献276

第7章 电推进电磁兼容性试验技术281

7.1 电推进电磁兼容性试验的必要性及特殊性282

7.1.1 电推进电磁兼容性试验的必要性282

7.1.2 电推进电磁兼容性试验的特殊性282

7.2 电推进EMC试验装置283

7.2.1 电推进EMC试验装置组成283

7.2.2 透波舱284

7.2.3 电波暗室285

7.2.4 仪器仪表285

7.3 电推进EMC试验流程286

7.3.1 试验布局286

7.3.2 试验流程287

7.3.3 试验数据处理与分析289

7.4 离子电推进电磁兼容性试验291

7.4.1 美国深空一号30 cm离子电推进电磁兼容性试验291

7.4.2 日本MUSES-C的12 cm离子电推进电磁兼容性试验292

7.4.3 ARTEMIS卫星离子电推进电磁兼容性试验295

7.4.4 国内LIPS-200／300离子电推进电磁兼容性试验298

7.5 霍尔电推进电磁兼容性试验304

7.5.1 美国SPT-100电推进电磁兼容性试验304

7.5.2 美国SPT-140霍尔电推进电磁干扰试验312

7.5.3 国内霍尔电推进电磁兼容性试验313

参考文献315

第8章 推进剂流量控制与校准技术317

8.1 推进剂流量控制技术318

8.1.1 流量控制方法与原理319

8.1.2 流量控制装置322

8.1.3 应用实例328

8.2 推进剂流量校准技术333

8.2.1 校准原理333

8.2.2 推进剂流量校准装置335

8.2.3 校准结果及分析337

参考文献343

第9章 电推进试验设备系统345

9.1 概述346

9.1.1 电推进试验项目346

9.1.2 电推进试验设备组成及功能简介347

9.2 典型电推进试验设备系统348

9.2.1 电推进性能试验设备348

9.2.2 电推进寿命考核及可靠性验证试验设备350

9.2.3 电推进热真空试验设备351

9.2.4 电推进地面联试试验设备351

9.3 电推进试验设备设计352

9.3.1 布局设计352

9.3.2 真空舱设计352

9.3.3 抽气系统设计356

9.3.4 供气系统设计358

9.3.5 温控装置设计359

9.3.6 测量控制系统设计361

9.3.7 等离子体影响防护设计364

9.4 电推进试验设备实例365

9.4.1 美国电推进试验设备365

9.4.2 我国典型电推进试验设备368

参考文献372

索引373