基于挠性梁结构的电推进器推力测量方法研究

TH823; 电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注.但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生高温等离子体羽流,导致传统推力测试方法无法准确测量其推力.推进器推力的准确测量直接关系到航天器姿态以及轨道保持的控制精度,因此必须在地面测试中准确地测量推力.本文设计并搭建了一套基于挠性梁结构的推力测量平台,可以在高温环境下测量电推进器产生的推力.实验结果表明,以可变比冲磁等离子体火箭为例,在中心磁场强度0.2 T、质量流率为20 mg?s-1的工况下,实时测得电...

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Published in核技术 Vol. 47; no. 5; pp. 91 - 101
Main Authors 王洛麒, 郑金星, 刘海洋, 李飞, 孟东东, 陆玉东, 杜宜凡, 唐卓尧, 吴涛, 史佳明
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学技术大学 合肥 230026 01.05.2024
中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 230031%中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 230031%中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室 北京 100190%中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室 北京 100190
北京工业大学 机械与能源工程学院 北京 100124
Subjects
Electric thrusters
Thrust measurement
Plasma
Controlled nuclear fusion
可控核聚变
推力测量
Flexible beam
等离子体
挠性梁
电推进器
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2024.hjs.47.050010

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Summary:TH823; 电推进系统在空间任务中相比于传统化学燃料推进工作寿命更长、燃料消耗更低,在近年来备受关注.但基于可控核聚变思想研发的高功率霍尔效应电推进器,其推力很难测量,原因在于这些电推进器需要在高温环境下电离推进剂,所以工作时会产生高温等离子体羽流,导致传统推力测试方法无法准确测量其推力.推进器推力的准确测量直接关系到航天器姿态以及轨道保持的控制精度,因此必须在地面测试中准确地测量推力.本文设计并搭建了一套基于挠性梁结构的推力测量平台,可以在高温环境下测量电推进器产生的推力.实验结果表明,以可变比冲磁等离子体火箭为例,在中心磁场强度0.2 T、质量流率为20 mg?s-1的工况下,实时测得电推进器推力为266.5 mN,证明了测量平台的可行性,为后续电推进器推力测量实验提供参考.
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2024.hjs.47.050010