【正文】
0 放電電流與放電電壓Ma=3 mg/s時:圖411 效率與放電電壓 圖412 推力與放電電壓圖413 放電電流與放電電壓 圖414 比沖與放電電壓Ma= mg/s時:圖415 效率與放電電壓 圖416 推力與放電電壓圖417比沖與放電電壓 圖418 放電電流與放電電壓 實驗結(jié)果分析通過第二節(jié)中的分析我們可以得出一下結(jié)論:比沖和推力:單獨勵磁略高于自勵磁。低電壓區(qū):單獨勵磁效率高,因推力更大,分析得到此時單獨勵磁電離率更高。自勵模式在作為參考的單獨勵磁模式優(yōu)化工況下,效率達到最大60%,即線圈匝數(shù),也就是磁場與放電電壓,流量存在最優(yōu)匹配問題。下面我們針對第3條分析的結(jié)果進行驗證:,我們可以計算出放電電流中的離子電流,因為放電電流是電子電流與離子電流之和,因此我們可以通過測得的離子電流值來判斷自勵磁模式下與單獨勵磁模式下的電子電流大小,圖41442422是利用matlab處理得到放電電壓分別為370V、420V、470V、520V推力器內(nèi)的離子電流,以上四個放電電壓中圖 419 放電電壓為370V時推力器內(nèi)的離子電流圖 420放電電壓為420V時推力器內(nèi)的離子電流圖 421放電電壓為470V時推力器內(nèi)的離子電流放電電壓為470V、520V時自勵磁的效率明顯高于單獨勵磁,由圖42422中可以看出自勵磁模式下的離子電流均大于單獨勵磁模式下的離子電流,而自勵磁模式下的放電電流均小于單獨勵磁模式下的放電電流,由于放電電流等于離子電流與電子電流之和,因此單獨勵磁模式下的電子電流必大于自勵磁模式下的電子電流,其離子電流減少電子電流增多說明氣體的電離率小,顯然其效率就會低。圖 422放電電壓為520V時推力器內(nèi)的離子電流 自勵磁霍爾推力器的穩(wěn)定性研究 實驗設(shè)計由于霍爾推力器在工作的過程中存在低頻振蕩,而在自勵磁模式下雖然低頻振蕩被大大的抑制了,但是仍然存在這種現(xiàn)象,引起低頻振蕩的原因很復(fù)雜,本實驗只是一個探索性的實驗,通過在放電回路中并入一些物理元件觀察在放電回路中分流后對推力器低頻振蕩蕩的影響,線圈經(jīng)過重新繞制,外線圈,內(nèi)線圈,附加線圈匝數(shù)分別為102匝,150匝,51匝,工質(zhì)采用氙氣。圖 423 觀察低頻振蕩的實驗電路 實驗結(jié)果與分析、10,分別觀察放電電流、放電電壓、勵磁線圈電流、電容支路電流的振蕩情況,對于電容,電容阻抗是:1/2πfC,f是電流頻率,C是電容值,顯然當(dāng)電流頻率越高,容抗越小,C越大,容抗越大,所以電容是“阻低頻通高頻”而電容值越大,其容抗越大,所以通過的電流就越少。圖428中,電容支路電流的振蕩隨并入放電回路電容的增大呈增大的趨勢。結(jié) 論長久以來航天事業(yè)一直是我們引以為豪的領(lǐng)域,我們偉大的祖國在這方面一直有一批又一批的精英在為祖國的航天事業(yè)默默無聞的做著貢獻,從建國初期的“兩彈一星”元勛,到現(xiàn)在載人航天的成功,我們的航天事業(yè)一直在蒸蒸日上的發(fā)展,但是這并不代表我們在航天事業(yè)方面就可以高枕無憂了,什么事情都是在不斷地變化的,只有我們不斷地去創(chuàng)新去探索我們才能立于不敗之地。電推進方式與傳統(tǒng)化學(xué)推進方式相比最顯著的特點是它具有高的比沖,并且不受化學(xué)試劑可釋放化學(xué)能大小的限制。近幾年來,為適應(yīng)未來深空探測和星際旅行的技術(shù)需要,美國、俄羅斯、日本、歐洲等在霍爾推力器的基礎(chǔ)研究工作上均不斷投入大量人力物力,霍爾推力器相關(guān)研究已經(jīng)成為目前各航天大國廣泛關(guān)注和研究的熱點方向。目前尚沒有在軌飛行器使用霍爾推力器作為動力裝置。由于畢業(yè)設(shè)計的時間比較短暫,本文對于在單獨勵磁模式下低頻振蕩只是做了簡單的探索,由于引起低頻振蕩的因素很多,目前也只是處于探索階段,因此希望以后還能繼續(xù)探索未完成的事情,而對于單獨勵磁轉(zhuǎn)換為自勵磁的研究也僅限于對于ATON推力器的研究,而對于其他機型我們也沒有進行過嘗試,因此希望以后能夠在不同機型上進行單獨勵磁與自勵磁的轉(zhuǎn)換,希望以后能夠繼續(xù)從事研究這方面的工作,為霍爾推力器早日能夠應(yīng)用于祖國衛(wèi)星上做出應(yīng)有的貢獻。 Exhibit, California, 20064 楊涓,龍春偉,陳茂林等. 外加磁場微波等離子體噴流對平面電磁波衰減的實驗研究,物理學(xué)報,2009年第58期總第4793期5 楊涓,楊鐵鏈,許映喬. 同軸型微波等離子推力器磁場效應(yīng),推進技術(shù),2009年第30期總第108期6 R R Hofer. 28th International Electric Propulsion Conference, Toulouse, France, March. 2003: IEPC20031427 R R Hofer, P Y Peterson, et al. IEEE International Conference on Plasma Science 240 (2000)8 R R Hofer, A D Gallimore. 38th AIAA Joint Propulsion Conference and Exhibit, Indianapolis, Indiana, July 710. 2002: AIAA200241119 A Smirnov, Y Raitses, N J Fisch. Journal of Applied Physics 94, 852(2003).10 Y J Choi, M Keidar, I D Boyd. 30th International Electric Propulsion Conference, Florence, Italy, September 1720. 2007: IEPC20075111 L Garrigues, G J M Hagelaar, J Bareilles, et al. Physics of Plasmas 10, 4886(2003)12 A Luc, L Alexei, V K Vladimir Kim, et al. 29th International Electric Propulsion Conference, Princeton University, October 31November 4. 2005: IEPC200513613 L Garrigues , G J M Hagelaar. Physics of Plasmas 10,12(2003)14 T Hirokazu, G Daisuke, Y Toshiaki. 27th International Electric Propulsion Conference, Pasadena, CA, October 1519. 2001: IEPC20014215 趙作陽. 等離子推力器實驗方法,第三章,哈爾濱工業(yè)大學(xué)16 武海峰. 穩(wěn)態(tài)等離子推力器推力的測量及影響因素,哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計論文致 謝我在論文工作期間的工作自始至終都是在魏立秋博士全面、具體的指導(dǎo)下進行的。感謝于達仁教授、丁永杰博士、張世強師兄,在進行畢業(yè)論文工作中所給予的幫助。附 錄附表一放電電壓(V)放電電流(A)內(nèi)線圈電流(A)最大磁感應(yīng)強度(G)質(zhì)量流量(mg/s)推力(mN)比沖(s)效率3004199330041959300419763004197630041976300419593004197630019503001969300191130018923001853300185330019113003189230031869300318023003182430031802300318023003184730019463001784300173030017573001757附表二放電電壓(V)放電電流(A)內(nèi)線圈電流(A)最大磁感應(yīng)強度(G)質(zhì)量流量(mg/s)推力(mN)比沖(s)效率40022128400220954002209540022027400220274002199340021892400224340022164002216400221640022164002081400202740020274003229740032252400322524003227540032095400320954003209540032072附表三放電電壓(V)放電電流(A)內(nèi)線圈電流(A)最大磁感應(yīng)強度(G)質(zhì)量流量(mg/s)推力(mN)比沖(s)效率50024865002486500245950024325002405500227050022975002270畢業(yè)設(shè)計(論文)原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文),是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名: 日 期: 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名: 日期: 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。:任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文(復(fù)印件)。圖表整潔,布局合理,文字注釋必須使用工程字書寫,不準(zhǔn)用徒手畫3)畢業(yè)論文須用A4單面打印,論文50頁以上的雙面打印4)圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5)軟件工程類課題應(yīng)有程序清單,并提供電子文檔1)設(shè)計(論文)2)附件:按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文(復(fù)印件)次序裝訂3)其它