摘要：为了对20cm口径LIPS-200环形会切磁场离子推力器的热设计研究提出优化建议,利用LIPS-200离子推力器内部放电能量沉积数学模型计算结果开展推力器的稳态和瞬态热分析,并进行热平衡试验加以验证。结果显示:当推力器处于稳态工作时,其内部磁钢的温度分布是影响推力器热设计的关键因素,而通过提高推力器内外部件的表面发射率,可以使内部关键部件温度降低50～60℃,相关热平衡试验验证结果与仿真分析结果基本吻合。

摘要：离子推力器的输入参数设计直接决定其工作性能以及寿命,为了有效降低在前期设计阶段,由于输入参数设计缺陷导致的输出性能和预估寿命不一致性,以及后期优化改进所带来的风险及高昂成本,根据离子推力器工作过程的宏观描述以及寿命理论预估方法,基于Matlab/Simulink建立起离子推力器输入参数设计模型,实现了根据推力、比冲、效率等设计指标完成输入参数计算以及寿命预估的目的。结果显示:以30cm离子推力器为例,根据参数设计模型得到5kW额定工况下的关键输入参数与目前实际输入参数的比对误差均在5%以内,而模型得到的关键指标参数与冷启动试验测试值的比对误差同样在5%以内,3600h后的加速栅孔径刻蚀计算结果与试验结果比对误差在10%以内,证明了离子推力器输入参数设计模型的合理性,输入参数设计模型可用于后续同类型离子推力器的早期输入参数确定以及设计指标匹配性评价。

摘要：为了对LHT-100霍尔推力器提出热设计优化措施,采用有限元仿真软件进行LHT-100霍尔推力器的稳态、瞬态及空间在轨环境模拟热分析研究,并通过热平衡试验进行了结果比对。分析及试验结果表明,处于工作状态时霍尔推力器的高温部件主要是放电腔、阳极和导磁底座,而受高温影响薄弱部件内线圈、气路组件的温度则分别达到了约401~421℃和141~381℃。热设计优化建议为,在放电腔与内线圈之间增加独立热屏结构后可以有效降低内线圈温度约80~90℃,在阳极气路组件上存在的热应力会是影响霍尔推力器可靠性的重要因素,需要在热设计中得到充分考虑。

摘要：为了降低30cm口径离子推力器栅极组件工作时的热形变位移,采用材料力学分析以及有限元分析方法研究了边缘不约束和边缘约束下的栅极组件热应力分布以及热形变位移,提出了相关的热应力降低措施并进行了模拟验证。结果显示,将栅极等效为圆形平板且边缘无约束时,水平方向的拉伸应力引起的最大热形变位移约为0.3mm,栅极几何中心处的热应力最大,约为1.5MPa,法线方向的热形变位移基本为0;将栅极等效为圆形平板且边缘约束时,最大挠度出现在结构几何中心处,约为1.255mm,水平方向最大拉伸形变量为0.01mm,理论计算值与仿真结果基本一致,且真实栅极拱形结构在此约束条件下会产生更大的热形变位移,可能导致栅极的聚焦性能变差以及栅极之间的短路现象;热设计改进措施验证表明降低结构的整体温度并且更换热膨胀系数较低的材料是减小热形变位移的较好措施。

摘要：20cm离子推力器在SJ-9A新技术试验卫星上的飞行试验已经结束,为了检验飞行试验的有效性,十分有必要对离子推力器在轨工作性能进行全面分析评价,以便为后续空间应用提供依据。利用在轨获得的试验数据对离子推力器主要工作参数进行了分析,并通过与地面试验数据进行对比,系统性的评价了其工作性能。评价结果表明,在整个飞行试验期间离子推力器各项工作性能参数符合设计指标要求,其中推力在38～39.2m N,比冲在2900～3200s,功耗小于设计值1080W。飞行数据与地面试验数据吻合很好。

摘要：在不改变推力器几何结构的前提下,为了获得LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压,采用半经验分析和数值仿真计算相结合的方法分析了加速栅电压分别为-180V、-190V、-200V、-210V和-220V时LIPS-300离子推力器栅极组件引出束流过程中束流离子从非平衡态到平衡态的演化过程,通过数值模拟计算得到了推力器运行过程中交换电荷离子轰击溅射到加速栅壁面的产额,利用寿命预测的半经验计算方法对5种情况下LIPS-300离子推力器的栅极寿命进行估计,分析了关键失效模式,通过对比获得了LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压。计算结果显示,在现有几何结构下加速栅电压的变化不会影响栅极组件的引出性能;加速栅下游更易受到交换电荷离子的轰击溅射;加速栅电压从-180V变化至-220V过程中,影响栅极寿命的关键失效模式为电子反流失效;对比5种情况下发生电子反流和结构失效时对应的栅极寿命可以发现,LIPS-300离子推力器加速栅电压最佳值应为-220V,此时对应的栅极寿命为16 170.4h。

摘要：研究MEO轨道Si太阳电池在轨性能衰减规律,为太阳阵设计提供参考依据。利用位移损伤剂量的方法,研究了电子辐照对Si太阳电池性能参数的影响,并分析了MEO轨道(高度20,000km,倾角56°)的电子和质子辐射环境,及其穿过不同厚度的石英玻璃盖片后的衰减谱。研究发现,在没有玻璃盖片的情况下,MEO轨道一年期质子通量会造成电池最大输出功率严重衰退,约为初始值的28%,而一年期电子通量影响很小,仅造成约7%的下降。使用100μm的石英玻璃盖片几乎可以完全阻挡MEO轨道质子辐射的影响,但是对电子辐射的阻挡作用很小。石英玻璃盖片对于屏蔽低能质子对电池辐照损伤是极其重要的。

摘要：利用60Coγ射线对熔融石英、重火石和镧冕玻璃进行辐照,研究其光学透射率的变化及其在空间光学系统中的适用性。辐照后测试光学玻璃的透射率,光谱范围为400～1100nm。测量结果表明,除熔融石英玻璃外,其它玻璃的可见光透射率辐照后均下降。尽管重火石和镧冕玻璃光学透射率在辐照前相似,但辐照后的透射率损耗则不同,镧冕玻璃抗辐射能力更强。对于重火石和镧冕玻璃,未镀膜样品较镀防反射膜样品的抗辐射能力强。研究中观测到,当达到一定辐射剂量后,玻璃材料的透射率不再继续衰减而趋于稳定。这些结果为空间光学系统针对辐射进行冗余设计提供了依据。

摘要：空间斯特林发电机热头在工作中要承受严酷的高温高压的工况,为了保证其长寿命和高效换热等要求,需要对斯特林发电机热头的材料、结构等方面进行分析和优化设计。本文初步介绍了空间斯特林发电机热头结构设计的要求和准则,分析了热头结构设计的难点和关键点及解决途径。采用有限元分析方法,开展了斯特林发电样机热头的温度和压力综合应力分析和热头结构的优化设计。加工完成的热头结构的工作性能满足斯特林发电机样机的要求,初步验证了设计方法和途径的正确性。

摘要：在深空通信领域,利用高温超导滤波技术,可大幅提高接收机的灵敏度、信噪比和抗干扰能力。由于高温超导滤波器工作温度较低,需要斯特林制冷机进行制冷。斯特林制冷机温度的稳定性将直接影响高温超导滤波器的性能,文章对高温超导滤波器用斯特林制冷机温度控制算法进行了分析和设计,并给出了基于高温超导滤波器试验装置的温度控制曲线。