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基于电子回流的离子发动机栅极寿命分析模型

钟凌伟  汤海滨  王海兴  任军学  刘宇  
【摘要】:离子发动机属于静电推进发动机的一种,因为推力较小所以要完成一定的任务需要有比普通航天发动机更长的寿命。离子发动机栅极系统受到交换电荷离子的溅射腐蚀是限制离子发动机寿命的一个重要因素。当离子发动机加速栅极孔径因溅射腐蚀而变大时,栅极系统下游等离子体中的电子即有向电离室运动的趋势。电子回流严重时,离子发动机将不能正常工作。本文结合离子发动机栅极系统模拟程序,得到了基于电子回流的离子发动机栅极寿命分析模型。离子束电流和栅极电流通过质点网格法(PIC)和Monte Carlo碰撞法(MCC)模拟得到。交换电荷对离子发动机栅极系统的溅射腐蚀通过半经验公式得到。

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