100W微波等离子体推力器固态源研制与效率分析

来源 :西北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:f40042
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十几年来,随着对航天器推进系统性能要求的不断提高,电推进以其独有优势引起了航天界的兴趣和重视,并且越来越多地被应用到空间任务中。微波等离子推力器(MPT)是一种电热型推力器,它具有比冲适中、寿命长、羽流污染小等优点,具有广阔的应用前景。固态源作为MPT的能量供给单元,是MPT关键部件之一,其效率高低也是衡量MPT总体性能的重要标志。 目前实验室现有的MPT微波源体积大、重量重,对MPT研究和性能提高起着制约作用。本论文在原有微波源的基础上,通过理论分析和实际设计,利用半导体器件研制出体积小、重量轻的100W MPT固态源,并在试验基础上对MPT系统效率进行了分析和估算。 本文的主要见解和工作为: 1、利用微波器件、电路、微波等有关知识,对固态源各组成部分进行了分析、比较和选取,确定了固态源的实现方案。微波发生器采用频率比较稳定的石英晶体振荡器,频率合成采用集成锁相环和分频器来完成,功率放大器采用了稳定性、性能较好的场效应管,固态源冷却采用了密闭水循环系统。 2、详细介绍了辅助微波器件的原理和性能,对电路和电路板进行了介绍、MPT选择,在此基础上研制出了符合要求的固态源实物,并对固态源进行了调试、标定和负载试验,解决和分析了实验过程中出现的一些问题和现象,并对实验结果进行了分析说明。 3、利用微波、电路及谐振腔等知识,分析了MPT系统微波传输效率,指出了固态源效率和MPT谐振腔耦合效率是影响MPT系统整体效率的主要因素之一,最后结合实验数据估算出MPT实际工作效率约为27%左右。 经过较长时间验证,研制的固态源能长时间稳定、可靠工作,性能良好,表明研制的固态源是可行的,另外MPT效率分析初步给出了影响效率的一些因素,这些都为进一步提高MPT性能奠定了基础。
其他文献
飞机在空中飞行遇到的鸟撞问题是对飞行安全构成致命威胁的因素,航空史上多次灾难性的事故都是由鸟撞导致的。飞机在地面进行检修维护工作时,工具的坠落等也将对飞机造成不同程
能够更加清晰、准确地观察波形的细节,一直是示波器发展的重要方向。高分辨率示波器的关键在于其数据采集系统的ADC,在高速高分辨率ADC的应用中,采样时钟的性能至关重要,时钟
飞机钣金件工艺设计是连接钣金件设计和制造的重要环节,而目前钣金件工艺设计水平却远远落后于其设计和制造水平,成为制约钣金件生产效率的“瓶颈”。本文结合科研项目,以飞
飞行器结构的减重以及降低制造成本的需求推动着整体结构在航空航天结构中的应用,国内外学者开始致力于这类结构在飞行器设计中可行性研究。以胶接结构,轻质薄壁结构选择性增强
低噪声已成为航空动力装置发展中考虑的重要因素,而合理的气动设计是降低涡轮机械自身噪声最根本的方法,并且有很大的降噪潜力。 本文首次将不等栅距概念引入压气机的降噪研
本文全面调研了国内外航空发动机和燃气轮机燃油喷嘴的现状和发展。根据国内航空发动机和地面燃机的研究和实际应用,本文研究了31φ发动机燃油喷嘴特性。通过对该喷嘴的较全面
基于可调谐激光二极管的CO_2气体浓度测量仪器存在使用成本高和功耗高等问题,为了便于测量CO_2气体浓度,设计了一种基于光谱吸收式的CO_2气体浓度测量装置。论文中,阐述了光谱吸收式CO_2气体浓度测量原理和非分光红外技术,设计了基于光谱吸收式CO_2气体浓度测量装置的硬件电路和软件程序,实现了对CO_2气体浓度的测量和展示。其中硬件电路包括电源电路、光源调制电路、信号调理电路、温度测量电路、A/
学位
月球探测是本世纪初世界宇航大国关注的焦点。由于探测的目标远,任务复杂多变,飞行环境不确定等因素,传统的地面任务控制中心采用的遥测与控制方式很难满足深空任务的复杂性
随着航天事业的蓬勃发展,人类向近地轨道空间发射了许多航天器,它们都经受着来自空间环境的严峻考验。其中对航天器威胁最大的就是空间碎片,包括微流星体和轨道碎片。它们相
测试仪器的显控软件设计应该以人为中心。一款交互性好的显控软件,可以极大地降低人们操作仪器的难度,提高仪器的市场竞争力。本课题所设计的复杂任意波形发生器显控软件提供