30cm离子推力器空心阴极发射体区等离子体特性研究

• 作者: 孙明明 张天平 龙建飞
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 离子推力器 空心阴极 发射体区 等离子体特性
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 其它推进理论与应用
• 页码范围: 2872-2880
• 页数: 9页
• 分类号: V439.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2017.12.029

摘要

为了获得30cm口径离子推力器20A额定发射电流空心阴极的稳态工作性能参数并验证现有发射体结构设计的合理性,采用数值模拟及有限元分析方法研究了空心阴极发射体区的等离子体特性参数.结果显示:空心阴极发射体区的压强基本在115~150Pa内,并且中间区域的Xe气压强较高;当阴极发射体温度为1570℃时,根据一维热传导方程得到发射体热损为10.26W;发射电流为15A时,电子温度在1.5~1.7eV内,且沿轴线方向靠近阴极顶小孔的电子温度较高,而将15A发射电流作为空心阴极的工作点是较为合适的选择;数值计算得到发射体区平均电子电流密度约为1.3×105A/m2,发射体内表面面积预估为1.5cm2,内径建议在?2~2.5mm内,采用该尺寸发射体的空心阴极通过电流发射能力试验证明其最大发射电流在19~20A内,现有发射体尺寸设计满足20A发射电流需求;发射体区中间区域离子电流密度峰值约为8.5×105A/m2,应重点关注发射体中间区域的厚度设计以及离子溅射腐蚀速率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张天平	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	103	412	10.0	15.0
2	龙建飞	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	18	39	4.0	5.0
3	孙明明	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	23	58	4.0	6.0