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30 cm口径离子推力器磁场设计

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孙明明, 吴先明, 龙建飞. 2015: 30 cm口径离子推力器磁场设计, 强激光与粒子束, 27(4): 163-168. doi: 10.11884/HPLPB201527.044001
引用本文: 孙明明, 吴先明, 龙建飞. 2015: 30 cm口径离子推力器磁场设计, 强激光与粒子束, 27(4): 163-168. doi: 10.11884/HPLPB201527.044001
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Sun Mingming, Wu Xianming, Long Jianfei. 2015: Magnetic field design of 30 cm diameter ion thruster, High Power Lase and Particle Beams, 27(4): 163-168. doi: 10.11884/HPLPB201527.044001
Citation: Sun Mingming, Wu Xianming, Long Jianfei. 2015: Magnetic field design of 30 cm diameter ion thruster, High Power Lase and Particle Beams, 27(4): 163-168. doi: 10.11884/HPLPB201527.044001
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30 cm口径离子推力器磁场设计

  • 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室,兰州,730000

Magnetic field design of 30 cm diameter ion thruster

  • 摘要: 为了对30 cm口径离子推力器的磁场设计提出合理建议,研究了四极磁场结构下,不同尺寸的磁极宽度和磁极间距对磁极表面磁场强度和放电室电子约束长度的影响,并利用Maxwell-3D磁场分析软件得到柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时的放电室磁场强度分布,根据不同磁场强度计算了电子温度、离子密度以及电离率等推力器放电参数.结果表明,当推力器放电电压为30 V时,磁极长度设计为0.008m且磁极间距取为0.12m,电子约束路径大约为50 m;柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时,放电室磁场等势线基本在0.002～0.005 T之间;永磁体夹角为60.时磁场分布和磁空区相比30°和90°夹角更为合理,此时的电子温度约在2～6 eV,等离子体密度约在4×1017～8×1017 m-3,电子碰撞频率比率约在0.2～1.8范围内.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-04-30

30 cm口径离子推力器磁场设计

  • 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室,兰州,730000

摘要: 为了对30 cm口径离子推力器的磁场设计提出合理建议,研究了四极磁场结构下,不同尺寸的磁极宽度和磁极间距对磁极表面磁场强度和放电室电子约束长度的影响,并利用Maxwell-3D磁场分析软件得到柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时的放电室磁场强度分布,根据不同磁场强度计算了电子温度、离子密度以及电离率等推力器放电参数.结果表明,当推力器放电电压为30 V时,磁极长度设计为0.008m且磁极间距取为0.12m,电子约束路径大约为50 m;柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时,放电室磁场等势线基本在0.002～0.005 T之间;永磁体夹角为60.时磁场分布和磁空区相比30°和90°夹角更为合理,此时的电子温度约在2～6 eV,等离子体密度约在4×1017～8×1017 m-3,电子碰撞频率比率约在0.2～1.8范围内.

English Abstract

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