空间电推进试验测量技术

图书标准信息

• 作者 康小录 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787030663764
• 定价 190.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 401页

【内容简介】

《空间电推进试验测量技术》主要介绍了空间电推进试验测量方面的原理、方法和应用技术等。《空间电推进试验测量技术》共分为四篇14章，试验基础篇（第1～3章）主要介绍了电推进试验概述、电推进试验真空系统和电推进点火试验；性能测量篇（第4～7章）主要介绍了电推进推力、流量、束流特性、电磁发射特性的测量；寿命试验篇（第8～10章）主要介绍了电推力器、空心阴极和电推进系统组部件的寿命试验和评估方法；等离子体诊断篇（第11～14章）主要介绍了与电推进等离子体相关的诊断技术，包括Langmuir探针、发射探针、静电探针、光谱诊断等。

【目录】

目录 

丛书序 

序 

前言 

试验基础篇 

第1章 电推进试验概论 

1.1 电推进技术简介 003 

1.2 电推进试验的地位与作用 004 

1.3 电推进试验的特点 006 

1.3.1 试验真空环境 006 

1.3.2 测量参数种类 007 

1.3.3 电推力器的羽流 007 

1.3.4 电推进试验成本 007 

1.3.5 电推进试验周期 008 

1.4 电推进试验的分类和内容 008 

1.4.1 电推进试验的分类 008 

1.4.2 电推进试验的内容 010 

1.5电推进试验的发展与展望 013 

参考文献 014 

第2章 电推进试验真空系统 

2.1 电推进试验的一般要求 016 

2.2 真空系统主要参数的确定 017 

2.2.1 电推进试验工作真空度 018 

2.2.2 电推进试验真空舱尺寸 021 

2.2.3 羽流诊断测量的工作真空度和舱尺寸 023 

2.3 抽速设计与真空泵配置 025 

2.3.1 真空抽速设计的主要参数 026 

2.3.2 真空泵的配置 031 

2.3.3 真空残气对试验的影响 037 

2.4 真空测量 038 

2.4.1 电推进真空测量的特点 038 

2.4.2 电推进试验真空规的选择 039 

2.4.3 影响真空测量的因素 039 

2.4.4 真空校准 042 

2.5 典型的电推进真空系统配置 043 

2.5.1 格林研究中心VF5真空系统 043 

2.5.2 上海空间推进研究所VF6真空系统 043 

2.5.3 兰州空间技术物理研究所TS7A真空系统 045 

2.6 国外典型电推进试验真空系统统计 045 

参考文献 048 

第3章 电推进点火试验 

3.1 电推进点火试验的作用 050 

3.2 电推力器点火试验 050 

3.2.1 电推力器点火试验内容 051 

3.2.2 试验配置 052 

3.2.3 电推力器点火试验方法 055 

3.3 空心阴极点火试验 061 

3.3.1 空心阴极点火试验内容 061 

3.3.2 空心阴极试验构型 062 

3.3.3 试验配置 066 

3.3.4 空心阴极点火试验方法 068 

3.4 电推进系统点火试验 071 

3.4.1 电推进系统点火试验内容 072 

3.4.2 试验配置 074 

3.4.3 电推进系统点火试验方法 075 

参考文献 079 

性能测量篇 

第4章 微小推力测量 

4.1 概述 083 

4.2 微小推力测量的方法 084 

4.2.1 微小推力测量的分类 084 

4.2.2 微小推力测量的基本原理 088 

4.3 微小推力测量装置的组成和结构 092 

4.3.1 激摆推力测量共用组件 093 

4.3.2 倒摆式推力架 094 

4.3.3 悬摆式推力架 097 

4.3.4 扭摆式推力架 099 

4.4 微小推力测量装置的主要技术指标 100 

4.5 微小推力测量装置的校准 103 

4.5.1 通过加载已知力进行校准 103 

4.5.2 通过加载已知冲量进行校准 104 

4.6 推力测量的误差分析 105 

4.6.1 误差来源 105 

4.6.2 系统误差的控制 106 

4.7 典型的微小推力测量装置介绍 107 

4.7.1 倒摆式推力测量装置 107 

4.7.2 悬摆式推力测量装置 110 

4.7.3 扭摆式推力测量装置 115 

4.7.4 标靶传递推力测量装置 119 

参考文献 121 

第5章 气体微流量控制与测量 

5.1 概述 122 

5.2 流量测量方法介绍 123 

5.2.1 常见流量测量方法 123 

5.2.2 电推进实验室推进剂流量测量方法 133 

5.2.3 电推进飞行产品推进剂流量测量系统 134 

5.3 气体微流量控制与测量原理 136 

5.3.1 热式流量控制与测量方法工作原理 136 

5.3.2 压力式流量控制与测量方法工作原理 138 

5.4 微流量测量与校准 139 

5.5 误差分析与不确定度 140 

5.6 流量测量与控制案例 145 

5.6.1 实验室流量控制与测量 145 

5.6.2 飞行产品流量控制与测量 151 

参考文献 160 

第6章 束流特性测量 

6.1 概述 161 

6.2 基本要求 162 

6.2.1 坐标系选取 162 

6.2.2 测量范围及分辨率 163 

6.2.3 安装与使用要求 164 

6.3 测量电路 166 

6.4 影响因素分析 166 

6.4.1 地面设备背景气体效应 166 

6.4.2 Bohm电流的影响及鞘层扩张 168 

6.4.3 热离子电流影响 169 

6.5 离子电流密度 170 

6.6 束流发散角 172 

6.6.1 电推力器羽流远场区 172 

6.6.2 霍尔推力器羽流近场区 177 

6.6.3 离子推力器羽流近场区 180 

6.7 推力矢量偏心 182 

6.7.1 基本理论 182 

6.7.2 测量方法及应用 183 

6.8 束流利用率 184 

6.9 误差及不确定性 185 

6.10 Faraday探针设计 186 

6.10.1 基本设计 186 

6.10.2 探针类型 186 

6.11 其他电推进束流特性的测量 188 

6.11.1 胶体推进 188 

6.11.2 电弧推进 189 

6.11.3 电磁推进 189 

参考文献 190 

第7章 电磁辐射特性测量 

7.1 概述 193 

7.2 电推进电磁辐射产生机理 195 

7.2.1 等离子体对入射电磁波的影响 195 

7.2.2 等离子体辐射电磁波 196 

7.2.3 等离子体振荡机理 198 

7.3 电磁辐射特性测量方法 200 

7.3.1 透波副舱测试方案 201 

7.3.2 真空舱覆盖吸波材料测试方案 202 

7.3.3 直接真空舱测试方案 203 

7.4 典型系统配置 204 

7.4.1 地面电推进试验设备 204 

7.4.2 透波副舱 205 

7.4.3 电磁半屏蔽暗室 206 

7.4.4 铝锥吸收体 206 

7.4.5 电磁辐射测试系统 207 

7.5 试验方法 207 

7.5.1 试验布局 207 

7.5.2 试验流程 208 

7.5.3 数据处理与分析 210 

7.6 试验案例 211 

7.6.1 SPT100霍尔推力器电磁辐射特性试验 211 

7.6.2 RIT10离子推力器电磁辐射特性试验 213 

7.6.3 HET40和LIPS200电磁辐射特性试验 215 

7.6.4 HET80和LIPS300电磁辐射特性试验 217 

参考文献 221 

寿命试验篇 

第8章 电推力器寿命试验 

8.1 概述 225 

8.2 影响电推力器寿命的因素 228 

8.2.1 影响霍尔推力器寿命的因素 229 

8.2.2 影响离子推力器寿命的因素 232 

8.3 寿命试验方法 234 

8.3.1 工作寿命试验 234 

8.3.2 快速寿命试验 237 

8.4 电推力器寿命试验案例 243 

8.4.1 工作寿命试验 243 

8.4.2 快速寿命试验 264 

参考文献 270 

第9章 空心阴极寿命试验 

9.1 概述 273 

9.2 影响空心阴极寿命的因素 275 

9.2.1 失效分析 275 

9.2.2 失效判据 277 

9.3 寿命试验的方法 278 

9.3.1 工作寿命试验 278 

9.3.2 快速寿命试验 281 

9.4 空心阴极寿命试验特殊设备 283 

9.5 空心阴极可靠性分析 286 

9.6 空心阴极寿命试验案例 289 

9.6.1 工作寿命试验 289 

9.6.2 快速寿命试验 297 

参考文献 300 

第10章 电推进系统组部件寿命试验 

10.1 概述 301 

10.1.1 电推进系统组成和功能 301 

10.1.2 推进剂贮供子系统 302 

10.1.3 电推进系统的供电系统 306 

10.2 影响系统寿命的主要单机和组部件 307 

10.3 寿命试验的方法 308 

10.3.1 阀门寿命试验 308 

10.3.2 流量控制器寿命试验 309 

10.3.3 功率处理单元寿命试验 310 

10.4 功率处理单元寿命试验案例 314 

参考文献 315 

等离子体诊断篇 

第11章 等离子体密度及电子温度的诊断 

11.1 概述 319 

11.2 Langmuir探针基本理论 320 

11.2.1 离子电流理论模型 321 

11.2.2 电子电流理论模型 323 

11.2.3 探针分析方法 324 

11.2.4 基于二阶导数的分析方法 326 

11.3 等离子体定向运动影响分析 329 

11.4 磁场影响分析 331 

11.5 放电通道内部的等离子体诊断 332 

11.6 探针结构 332 

11.6.1 单探针 332 

11.6.2 双探针 335 

11.6.3 三探针 338 

11.7 误差分析 339 

11.8 Langmuir探针在电推进领域的应用 340 

参考文献 346 

第12章 等离子体空间电势测量 

12.1 概述 348 

12.2 基本原理 348 

12.2.1 探针模型 349 

12.2.2 空间电荷效应 352 

12.2.3 磁场影响分析 353 

12.3 空间电势的获取方法 353 

12.3.1 测量方法 353 

12.3.2 加热电流的选择 354 

12.3.3 误差分析 356 

12.4 加热方法 358 

12.4.1 直流电焦耳加热 358 

12.4.2 交流电焦耳加热 359 

12.4.3 自持加热 359 

12.4.4 激光加热 360 

12.5 探针结构 360 

12.5.1 材料 360 

12.5.2 结构 361 

12.5.3 连接 361 

12.5.4 支撑结构 361 

12.6 发射探针在电推进领域的应用 362 

参考文献 363 

第13章 离子特性测量 

13.1 概述 365 

13.2 离子能量分布测量 365 

13.2.1 基本原理 366 

13.2.2 测量电路 366 

13.2.3 数据处理 367 

13.2.4 关键尺寸设计 369 

13.2.5 RPA探针在霍尔推力器中的应用 370 

13.3 离子成分及比例的分析 371 

13.3.1 基本原理 371 

13.3.2 测量电路 374 

13.3.3 误差分析 374 

13.3.4 E×B探针典型应用 377 

13.4 离子速度的测量 379 

13.4.1 基本原理 379 

13.4.2