本文關(guān)鍵詞：一種用于臨近空間飛行器的空氣工質(zhì)電推進(jìn)技術(shù)研究

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【摘要】：臨近空間在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)等方面具有廣泛而巨大的應(yīng)用價(jià)值,因而一直是各國(guó)關(guān)注和競(jìng)相發(fā)展的熱點(diǎn)。臨近空間飛行器是開發(fā)和利用臨近空間資源的主要工具,然而臨近空間環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性對(duì)臨近空間飛行器推進(jìn)系統(tǒng)提出了很高的要求,這制約了臨近空間飛行器的發(fā)展�？紤]到臨近空間的氣壓條件,本文以一種采用沿面介質(zhì)阻擋放電作為等離子體源并以空氣作為工質(zhì)的電推進(jìn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)其在低氣壓下的性能進(jìn)行了研究。本文針對(duì)沿面介質(zhì)阻擋放電推力器的低氣壓、變參數(shù)試驗(yàn)研究方案和要求,以實(shí)驗(yàn)室的真空實(shí)驗(yàn)艙系統(tǒng)為基礎(chǔ)搭建了低氣壓試驗(yàn)系統(tǒng),確定了以放電參數(shù)測(cè)量、發(fā)射光譜檢測(cè)和推力測(cè)量為核心的推力器性能參數(shù)測(cè)量方案,設(shè)計(jì)加工了一系列不同設(shè)計(jì)參數(shù)的試驗(yàn)樣機(jī)供變參數(shù)試驗(yàn)研究使用。首先對(duì)沿面介質(zhì)阻擋放電推力器在低氣壓下的基本性能進(jìn)行了研究:測(cè)量獲得了推力器放電電壓和放電電流數(shù)據(jù),結(jié)果表明推力器的放電模式屬于流注放電,在一個(gè)電壓周期內(nèi)放電是間斷且不對(duì)稱的;測(cè)量獲得了推力器放電生成等離子體的發(fā)射光譜數(shù)據(jù),分析了成分信息以及工況參數(shù)對(duì)等離子體的影響;測(cè)量獲得了低氣壓下以推力、消耗功率和效率(推力功率比)為代表的基本推力性能參數(shù),結(jié)果顯示在10-90kPa范圍內(nèi),試驗(yàn)樣機(jī)的推力水平在102-103μN(yùn)量級(jí),而消耗功率水平在10W量級(jí),此外還研究分析了工況參數(shù)對(duì)這些基本推力性能參數(shù)的影響。其次,針對(duì)推力器推力性能的相關(guān)影響因素開展了變參數(shù)試驗(yàn),研究了阻擋介質(zhì)厚度、阻擋介質(zhì)材料、流向電極間距、暴露電極寬度和暴露電極長(zhǎng)度對(duì)推力器推力性能的影響。結(jié)果表明:減小阻擋介質(zhì)厚度和增加阻擋介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)都能夠提升推力器的推力,但是阻擋介質(zhì)厚度的降低會(huì)增大消耗功率,不過效率也提升了;低氣壓下電極間距越小,推力器產(chǎn)生的推力越大,消耗功率越小,效率更高;暴露電極的寬度對(duì)推力影響不大,但是電極寬度越大,消耗功率越大;暴露電極的長(zhǎng)度與推力幾乎成正比,且暴露電極越長(zhǎng),消耗功率越小。此外,還利用電路模型對(duì)其中的影響機(jī)制進(jìn)行了一定的分析。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V439.4

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖應(yīng)超;湯海濱;劉宇;;低功率電弧噴射推力器實(shí)驗(yàn)研究[J];推進(jìn)技術(shù);2005年06期

2 肖應(yīng)超,湯海濱,劉暢;氨電弧噴射推力器實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[J];宇航學(xué)報(bào);2005年01期

3 周凱;湯國(guó)建;施蕾;;交會(huì)推力器配置優(yōu)化研究[J];航天控制;2009年03期

4 劉旭輝;陳君;魏延明;汪旭東;;固體微型推力器應(yīng)用設(shè)計(jì)[J];航天器工程;2012年06期

5 潘炳基;;普留格艏部推力器[J];艦船輔助機(jī)電設(shè)備;1975年04期

6 沈國(guó)鑒;;關(guān)于裝設(shè)艏推力器的幾個(gè)實(shí)用的指標(biāo)[J];國(guó)外艦船技術(shù)(特輔機(jī)電設(shè)備);1982年07期

7 吳;;大功率全方位推力器[J];國(guó)外艦船技術(shù)(特輔機(jī)電設(shè)備);1985年09期

8 施洪娟;;小型推力器[J];機(jī)電設(shè)備;1987年01期

9 沈公槐;;推力器組件的推力方向標(biāo)定[J];航天控制;1989年01期

10 夏春山;世界上最大的推力器[J];造船技術(shù);1992年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王飛;周前紅;郭少鋒;韓先偉;譚暢;林榕;劉世貴;蔣建;魏建國(guó);余虔;;電弧推力器流場(chǎng)和傳熱的數(shù)值分析[A];第十四屆全國(guó)等離子體科學(xué)技術(shù)會(huì)議暨第五屆中國(guó)電推進(jìn)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2009年

2 于達(dá)仁;劉輝;馬成毓;趙隱劍;;多級(jí)會(huì)切磁場(chǎng)等離子體推力器加速機(jī)制研究[A];第十六屆全國(guó)等離子體科學(xué)技術(shù)會(huì)議暨第一屆全國(guó)等離子體醫(yī)學(xué)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2013年

3 石忠;姜博嚴(yán);胡慶雷;;考慮推力器安裝偏差的航天器飽和控制器設(shè)計(jì)[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

4 曹正蕊;洪延姬;文明;李倩;;吸氣模式激光推力器速度與高度耦合特性的數(shù)值研究[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

5 張慶紅;唐志平;;全方位旋轉(zhuǎn)分離式激光推力器概念設(shè)計(jì)[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 熊淑杰;嚴(yán)勁;;采用4個(gè)推力器進(jìn)行姿控和卸載控制策略[A];全國(guó)第十二屆空間及運(yùn)動(dòng)體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

7 李龍;胡曉軍;唐志平;;幾何構(gòu)型對(duì)“燒蝕模式”激光推力器推進(jìn)性能的影響[A];第十屆全國(guó)沖擊動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

8 張景瑞;張堯;許濤;;基于萬向節(jié)的在軌延壽航天器推力器方向調(diào)整[A];第三屆海峽兩岸動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2013年

9 陳茂林;毛根旺;楊涓;;電推力器羽流對(duì)航天器通訊的影響效應(yīng)研究[A];第十四屆全國(guó)等離子體科學(xué)技術(shù)會(huì)議暨第五屆中國(guó)電推進(jìn)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2009年

10 劉偉;趙黎平;;對(duì)地三軸穩(wěn)定衛(wèi)星推力器姿控對(duì)軌道的影響分析[A];全國(guó)第十二屆空間及運(yùn)動(dòng)體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳國(guó)英;為長(zhǎng)壽命大型通信衛(wèi)星打造新型推力器[N];中國(guó)航天報(bào);2006年

2 楊冰　姜寧 本報(bào)記者 于莘明;風(fēng)險(xiǎn)在緊急“切換”中排除[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

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1 丁永杰;穩(wěn)態(tài)等離子體推力器�；O(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 李小康;氣體工質(zhì)激光推力器工作過程數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 蔡建;激光微推進(jìn)的原理和應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江曉龍;厚壁面以及變截面條件下推力器的束聚焦特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

2 梁振華;固體冷氣微推力器氣體發(fā)生技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

3 周哲;固體脈沖推力器設(shè)計(jì)與性能仿真分析[D];南京理工大學(xué);2015年

4 陳盼;一種用于臨近空間飛行器的空氣工質(zhì)電推進(jìn)技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 張代賢;大氣吸光船推力器工作特性數(shù)值計(jì)算研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

6 薛偉華;電推力器地面試驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

7 陳寅昕;過驅(qū)動(dòng)航天器推力器動(dòng)態(tài)分配方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 邢寶玉;太陽熱推力器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

9 楊花芳;100W微波等離子體推力器固態(tài)源研制與效率分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

10 張郁;基于電弧推力器的地球同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

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