氮工质ECRIT离子源性能计算与实验研究

摘要：

2 cm电子回旋共振离子推力器(electron cyclotron resonance ion thruster,ECRIT)具有无热阴极、比冲高等特点,适用于吸气式电推进系统.为了适应低轨道氮氧混合大气成分特点,开展氮工质ECRIT离子源的性能计算与实验研究,是分析ECRIT应用于吸气电推进系统的可行性的重要基础.建立了氮工质2 cm ECRIT离子源的整体模型并计算其性能,再与实验结果相互对比,分析两者差别.研究结果表明:①当离子源的输入功率为8W,气体流量为2 ml/min时,离子引出束流和推力的计算与实验结果均达到最大值,引出束流分别为16.2 与12.5 mA,推力分别476.6 与368 μN.②当输入功率为8W,气体流量为0.6 ml/min时,比冲的计算与实验结果为2095.8 与1855.6 s,均达到最大值,离子引出束流、推力和比冲的计算与实验结果的相对误差变化范围均为2％～32％.③当计算采用的输入功率为8W,气体流量为1 ml/min,实验采用的输入功率为8W,气体流量为0.8 ml/min时,离子源都处于最优工作状态,此时推进剂利用效率较高,分别为17.8％和16.2％;离子能量损耗较低,分别为443.9 和596.2 W/A.

关键词：吸气式电推进、微型ECR离子推力器、整体模型

所属期刊栏目：41

分类号：V439+.2(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家自然科学基金11875222

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：274-281