【摘要】：空心陰極作為真空電子源是電推進(jìn)器、航天器電位控制、微推力器中核心部件。無熱子空心陰極去掉傳統(tǒng)的加熱器結(jié)構(gòu),具有啟動(dòng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特性。通過對(duì)啟動(dòng)過程中等離子體參數(shù)和溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè),有助于了解整個(gè)啟動(dòng)過程的物理機(jī)理,研究不同模式下的燒蝕產(chǎn)額變化以及不同啟動(dòng)條件啟動(dòng)過程和燒蝕的影響。首先,對(duì)空心陰極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造方便對(duì)空心陰極內(nèi)部的等離子體的光譜信息進(jìn)行采集,采用高速相機(jī)毫秒量級(jí)的等離子體變化進(jìn)行研究,根據(jù)局部碰撞輻射模型光譜模型結(jié)合CCD前置濾波片采集特定波段光譜信息的形式研究啟動(dòng)過程不同模式下的等離子體空間分布特性,結(jié)合示波器對(duì)啟動(dòng)過程不同時(shí)間量級(jí)的伏安特性進(jìn)行監(jiān)測(cè),同時(shí)利用仿真模型對(duì)啟動(dòng)過程中氣壓的分布和等離子體參數(shù)的演化進(jìn)行分析;研究不同點(diǎn)火電壓、陽極電流、供氣流量對(duì)離子體電子溫度和密度分布的影響�；趩紊珳y(cè)溫法研究一套適合空心陰極空間溫度分布的瞬態(tài)測(cè)量方法,對(duì)啟動(dòng)過程中的等離子體加熱原理和熱傳導(dǎo)機(jī)理進(jìn)行分析,利用多物理場(chǎng)耦合模型對(duì)啟動(dòng)過程中熱沉積分布演化規(guī)律進(jìn)行研究,探索陽極電流和供氣流量對(duì)溫度分布和演化規(guī)律的影響。設(shè)計(jì)一套可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)啟動(dòng)過程中發(fā)射體燒蝕產(chǎn)額的實(shí)驗(yàn)方案,定性分析不同點(diǎn)火電壓、陽極電流、初始流量對(duì)發(fā)射體燒蝕產(chǎn)額的影響,研究不同啟動(dòng)參數(shù)對(duì)啟動(dòng)的不同階段的燒蝕量的影響。同時(shí)對(duì)發(fā)射體燒蝕的機(jī)理和原因進(jìn)行討論。分析啟動(dòng)過程中點(diǎn)火電壓和供氣流量與燒蝕產(chǎn)額之間的矛盾,通過改變點(diǎn)火回路研究和供氣方式研究啟動(dòng)伏安特性和對(duì)發(fā)射體燒蝕的影響,使空心陰極更容易成功點(diǎn)火并減少發(fā)射體燒蝕產(chǎn)額。
【圖文】：

脈沖流量技術(shù)可以獲得較高的氣壓直徑無關(guān)，并且在電極之間的氣壓降低過程可生在低電壓[6]。iopoulos[8]顯示在電極之間給定的空間內(nèi)陰極iopoulos[8]同時(shí)指出含有特殊銳利邊緣的電極結(jié)之后有一個(gè)過度過程，此時(shí)發(fā)射體的溫度從冷究中放電電流都被局限在一個(gè)確定的值，因?yàn)殡x子阻抗。有兩種主要類型的放電模式，輝光電流特性所區(qū)分[17]�；」夥烹娪袔装俜氐碾姺N模式下等離子體與電極之間的相互作用是區(qū)總是伴隨放電電極之間作用區(qū)域的增加�；」庠趲装才嗟綆资才嗟牧考�(jí)，在這個(gè)模式下，，區(qū)域加熱到足夠到的溫度。當(dāng)發(fā)射體獲得足夠流密度，放電電流可以維持而不需要對(duì)材料的

圖 1-2 無熱子空心陰極結(jié)構(gòu)簡圖[31]圖 1-3 陰極實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)類型示意[31]西北師范大學(xué)在限元法（FEA)的基礎(chǔ)上結(jié)合可壓縮流絕熱流動(dòng)模型，對(duì)無子空心陰極內(nèi)部中心氣體流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)陰極頂小孔、觸持極孔和陰 頂觸持極間距三個(gè)變量進(jìn)行模擬研究[32]。一種結(jié)構(gòu)尺寸下的觸持極與陰極之間中性氣體壓力分布等勢(shì)圖及速度分布馬赫數(shù)分布如圖 1-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V439.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2612339