空间核电推进系统比质量优化建模及其木星探测应用分析

摘要：

空间核电推进(Nuclear Electric Propulsion,NEP)系统是一种将核热能转换成电能,并驱动大功率电推力器而产生推力的革命性空间推进技术.和传统推进技术相比,NEP具有高比冲、大功率、长寿命等技术优势,非常适合未来大规模深空探测任务.基于NEP系统组成和小推力轨道理论,建立了以有效载荷为目标的NEP系统比质量优化模型.该模型能够解析NEP航天器的轨道运行时间、比质量、功率与有效载荷比的复杂耦合关系,为任务优化提供了计算依据.最后,利用该模型对NEP系统完成NASA "Juno号" 航天任务进行了技术指标评估分析.计算表明,当NEP系统比质量达到4.8 kg/kWe时,其能将"Juno号"航天任务的地木转移时间由2 266 d缩短至665 d,有效载荷由160 kg提高到1 179 kg,极大地提高了航天器的探测能力,为任务方案的可行性论证和后续设计提供参考.

关键词：比质量、核电推进、木星探测、优化设计、有效载荷比

所属期刊栏目：5

分类号：V439+.4(推进系统（发动机、推进器）)

在线出版日期：2019-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：361-366