脉冲等离子体推力器推力测试及光谱特性实验研究

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1、中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540脉冲等离子体推力器推力测试及光谱特性实验研究作者姓名朱迎超学院名称宇航学院指导教师刘向阳副研究员答辩委员会主席魏志军教授申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月脉冲等离子体推力器推力测试及光谱特性实验研究朱迎超2015年6月DevelopmentofThrustMeasureandSpectralCharacteristicsofPulsedPlasmaThrusterCandidateName：YingchaoZhuSchoolorDepa

2、rtment:SchoolofAerospaceEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.XiangyangLiuChair,ThesisCommittee：Prof.ZhijunWeiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下

3、进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近些年来，随着微小卫星系统的迅猛发展，其推进技术也得到了十分迅速的发展，微推力器是微小卫星等航天器的关键分系统，它的性能直接关系到太空任务执行的成败。脉冲等离子体推力器（PulsedPlasmaThrust

4、er）由于具有结构简单、推力小、比冲高、元冲量小、功耗小等优点，成为学者们研究的热点。首先针对推力器的推力测试，介绍了相关国内外在测试领域的相关研究成果。研究多脉冲推力测量技术，分析多脉冲平均推力与系统稳态转角之间的关系，通过仿真分析测试要求，在现有测试台的基础上通过增减配重的方式调整测试台固有周期，达到多脉冲测试要求。PPT实验环境为真空环境，研制在真空环境下适用于测试系统的自动标定系统，包括线圈电路、支架等，通过与标准砝码标定相对比，验证系统的可行性，分析大气环境下和真空环境下标定的差异性，提高了测量的精确度。在真空环境下，

5、实际进行不同工况下PPT的推力测量实验。针对推力器脉冲烧蚀质量的测量，提出一个增加样本推进剂的测量方案，增加校正量，提高了测量的精确度，计算出推力器的比冲、效率等性能指标。优化改进了原有光谱测试系统，通过增加光纤和透镜解决了某些组分等离子体信号微弱的问题。引入水平激光仪，在实验初始零点定位方面提高了定位精度。增加了精确厚度的尼龙板来控制垂直高度，实现了对PPT放电等离子体的二维空间测量。最后，实际测量了PPT的光谱数据，分析其特性。关键词：脉冲等离子体推力器；自动标定；烧蚀质量；光谱特性I北京理工大学硕士学位论文Abstract

6、Inrecentyears,alongwiththerapiddevelopmentofmicro-satellitesystem,thetechnologyofmicro-propulsionhasgotintensiveresearchandinvestigation.Asthekeytomicro-satellitesandotherspacecraftsubsystem,theperformanceofmicro-thrustercoulddirectlydecidewhetherthespacemissionissuc

7、cessfulornot.Becauseofsimplifiedstructure,smallthrust,highspecificimpulse,lowelementaryimpulse,andlittlepowerdissipationetc.,PulsedPlasmaThruster(PPT)hasbeenahottopicinmanyreserches.Inthispaper,weintroducedrelateddomesticandforeigninvestigationsfocusingonpropellerthr

8、ustfirstly.Westudiedthetechnologyofmulti-impulsivethrustmeasurement,andthroughFouriertransformanalysisweconcludedthatmultiplepulsef