空心阴极点火过程研究

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1、ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ论文题巨空心阴极点火过程研究学科专业光学工程学号２０１５２１０５０５３３作者姓名白旭光指导教师祁康成副纖１分类号密级注ＵＤＣ＾ｌＡＬ｝匕空心阴极点火过程研究（题名和副题名）白旭光（作者姓名）指导教师祁康成§ｉｌ％Ｓ电子科技大学成都（姓名）、职称、单位名称申请学位级别

2、硕：ｉ：学科专业光学工程提交论文日期２０１８．０４论文答辩日期２０１８．０５学位授予单位和日期电子科技大学２０１８年０６月答辩委员会主席炼４教搶淳评阅人ｆ。注：《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号１注明ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｉｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓｏｆｈｏｌｌｏｗｃａｔｈｏｄｅｇｐＡＭａｓｔｅｒＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＤｉｓｃｉｌｉｎｅ：Ｏｐｔ

3、ｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐＢａｉＸｕｕａｎｇｇＡｕｔｈｏｒ：ＫＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆＱｉａｎｇｃｈｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ｎＳｃｈｏｏｌ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工地作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的方外经发表或撰写过的研究成果，也不包含，论文中不包含其他人已为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材

4、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。她、日期：％沒年／月仞日作者签名：论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁。本人授权电子科技大学可以将学位论文盘，允许论文被查阅和借阅、缩印或的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印扫描等复制手段保存、汇编学位论文。）（保密的学位论文在解密后应遵守此规定导师签名：作者签名：兀ｒ日期：你年月卯日摘要摘要航

5、天技术的发展对推力技术提出了要求。不同于传统的化学推进，电推进技术在越来越多的航空任务中发挥重要作用，其中以离子推力器和霍尔推力器最为成熟。本文研究了这两种推力器中都使用的一个基础部件，即空心阴极。该部件为推力器提供电子源，或电离气体以产生离子，或作中和器中和喷出的离子。电推进技术与化学推进最大的不同就是推力小且精确可控。考虑到电推力器特殊的工作环境和较长的工作时间，空心阴极工作状态的好坏直接影响到电推力器的表现。本论文着重研究了空心阴极的点火过程，主要内容包括：1、采用ANSYS软件模拟计算了空心阴极的温度分布和热辐射情况。针对不

6、同的结构进行了计算，指出了空心阴极结构参数设计的原则。2、采用Opera3D软件模拟计算了空心阴极内部的电位分布，说明了初始电离产生的依据。3、制作装配了空心阴极组件，并进行了点火测试。点火测试正常后进行了点火过程中的空心阴极的温度和电流测试。通过改变工作参数，研究了气体流量和点火电压对空心阴极点火的影响。本论文通过实验得出以下结论。点火后，随着气体流量的增加，阳极电源维持相同电流所需的电压下降，是因为气体流量增加后增大了阴极内的等离子体密度。点火过程中，随着点火电压和气体流量的增加，点火温度降低。因为气体增加或电压增高，提高了电离

7、碰撞的概率，进而等离子体密度增大，更有利于触发点火。然而气体流量过大时，电子平均自由程缩短，可导致电离的非弹性碰撞概率变小，触发点火需要更高的电流，不利于点火。因此需合理设置气体流量在一定范围，同时在不浪费能量的前提下以较低的点火电压触发点火，方能提高点火效率，节省能源。关键词：电推进，空心阴极，气体放电，等离子体IABSTRACTABSTRACTThedevelopmentofspacetechnologyputsforwardrequirementsforthrusttechnology.Unliketraditionalche

8、micalpropulsion,electricpropulsiontechnologyplaysanimportantroleinmoreandmoreaviationmissions,withionthrustersandHall