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Geobel模型的ECRIT离子源性能计算分析

王与权 杨涓 金逸舟 刘宪闯

王与权, 杨涓, 金逸舟, 刘宪闯. Geobel模型的ECRIT离子源性能计算分析[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(5): 749-754. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0515
引用本文: 王与权, 杨涓, 金逸舟, 刘宪闯. Geobel模型的ECRIT离子源性能计算分析[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(5): 749-754. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0515
Wang Yuquan, Yang Juan, Jin Yizhou, Liu Xianchuang. ECRIT Ion Source Performance Analysis based on Geobel Model[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(5): 749-754. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0515
Citation: Wang Yuquan, Yang Juan, Jin Yizhou, Liu Xianchuang. ECRIT Ion Source Performance Analysis based on Geobel Model[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(5): 749-754. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0515

Geobel模型的ECRIT离子源性能计算分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0515
基金项目: 

国家自然科学基金项目(11475137)资助

详细信息
    作者简介:

    王与权(1984-),博士研究生,研究方向为航空宇航推进理论与工程,xinshouniuniu@sohu.com

    通讯作者:

    杨涓(联系人),教授,博士生导师,yangjuan@nwpu.edu.cn

ECRIT Ion Source Performance Analysis based on Geobel Model

  • 摘要: 利用Geobel模型对电子回旋共振离子推力器的离子源性能进行了计算,分析工质利用率与放电损耗的关系、电子温度与离子源性能的关系、离子源长度和栅极有效透明度对放电损耗和工质利用率的影响。采用Geobel模型对电子回旋共振离子推力器性能的计算结果为:20 cm ECRIT离子源在100 mm轴向长度、80%栅极有效透明度条件下,工质利用率为90%,放电损失为203 W/A;10 cm ECRIT离子源在40 mm轴向长度、80%栅极有效透明度条件下,工质利用率为86%,放电损失为300 W/A。结果表明:采用Geobel模型算法计算结果与国外文献数据的相对误差小于5%,利用该模型对电子回旋共振离子推力器离子源性能分析的方法有效、合理。
  • [1] Tsukizaki R, Koizumi H, Nishiyama K, et al. Measurement of axial neutral density profiles in a microwave discharge ion thruster by laser absorption spectroscopy with optical fiber probes[J]. Review of Scientific Instruments, 2011,82(12):123103
    [2] Kuninaka H, Nishiyama K, Shimizu Y, et al. Flight status of cathode-Less microwave discharge ion engines onboard HAYABUSA asteroid explorer[C]//40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, July 11-14, 2004, Fort Lauderdale, Florida. Florida:AIAA, 2004
    [3] 杨涓,石峰,杨铁链,等.电子回旋共振离子推力器放电室等离子体数值模拟[J].物理学报,2010,59(12):8701-8706 Yang J, Shi F, Yang T L, et al. Numerical simulation on the plasma field within discharge chamber of electron cyclotron resonance ion thruster[J]. Acta Physica Sinica, 2010,59(12):8701-8706(in Chinese)
    [4] 杨涓,王阳,孟志强,等.电子回旋共振离子推力器放电室等离子体静电探针诊断[J].机械科学与技术,2013,32(2):203-208 Yang J, Wang Y, Meng Z Q, et al. Electrostatic probe diagnosis on the plasma in the discharge chamber of an electron cyclotron resonance ion thruster[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2013,32(2):203-208(in Chinese)
    [5] 杨涓,冯冰冰,罗立涛,等.氩气和氪气作为ECR中和器工质的性能比较[J].高电压技术,2015,41(9):2850-2855 Yang J, Feng B B, Luo L T, et al. Performance comparison between ECR neutralizers using argon and krypton propellant[J]. High Voltage Engineering, 2015,41(9):2850-2855(in Chinese)
    [6] 汤明杰,杨涓,金逸舟,等.微型电子回旋共振离子推力器离子源结构优化实验研究[J].物理学报,2015,64(21):215202 Tang M J, Yang J, Jin Y Z, et al. Experimental optimization in ion source configuration of a miniature electron cyclotron resonance ion thruster[J]. Acta Physica Sinica, 2015,64(21):215202(in Chinese)
    [7] 汤明杰,杨涓,冯冰冰,等.微推力ECR离子推力器等离子体源电子获能计算分析[J].推进技术,2015,36(11):1741-1747 Tang M J, Yang J, Feng B B, et al. Calculation analysis on electron heating within plasma source used by micro ECR ion thruster[J]. Journal of Propulsion Technology, 2015,36(11):1741-1747(in Chinese)
    [8] 梁雪,杨涓,王雲民.电子回旋共振中和器内静磁场及微波电磁场的数值计算[J].推进技术,2014,35(2):276-281 Liang X, Yang J, Wang Y M. Numerical computation of static magnetic and microwave electromagnetic fields in electron cyclotron resonance neutralizer[J]. Journal of Propulsion Technology, 2014,35(2):276-281(in Chinese)
    [9] 陈茂林,毛根旺,夏广庆,等.电子回旋共振离子推力器栅极光学系统的PIC/MCC模拟[J].推进技术,2012,33(1):150-154 Chen M L, Mao G W, Xia G Q, et al. PIC/MCC Simulation on the optical of electron cyclotron resonance ion thruster[J]. Journal of Propulsion Technology, 2012,33(1):150-154(in Chinese)
    [10] Brophy J R, Wilbur P J. Simple performance model for ring and line cusp ion thrusters[J]. AIAA Journal, 1985,23(11):1731-1736
    [11] Goebel D M, Wirz R E, Katz I. Analytical ion thruster discharge performance model[J]. Journal of Propulsion and Power, 2007,23(5):1055-1067
    [12] 利力伯曼,里登伯格.等离子体放电原理与材料处理[M].蒲以康,译.北京:科学出版社,2007 Lieberman M A, Lichtenberg A J. Principles of plasma discharges and materials processing[M]. Pu Y K, trans. Beijing:Science Press, 2007(in Chinese)
    [13] Szabo J J Jr. Fully kinetic numerical modeling of a plasma thruster[D]. Cambridge:Massachusetts Institute of Technology, 2001
    [14] Jin Y Z, Yang J, Tang M J, et al. Diagnosing the fine structure of electron energy within the ECRIT ion source[J]. Plasma Science and Technology, 2016,18(7):744-750
    [15] 于达仁,刘辉,丁永杰,等.空间电推进原理[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2014 Yu D R, Liu H, Yu Y J, et al. Fundamentals of space electric propulsion[M]. Harbin:Harbin Institute of Technology Press, 2014(in Chinese)
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  • 收稿日期:  2015-11-10
  • 刊出日期:  2017-05-05

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