国外电推进系统空心阴极技术

《国外电推进系统空心阴极技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2008年第1期上海航天AERoSPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(2008)01—0039—08国外电推进系统空心阴极技术张天平，唐福俊，田华兵(兰州物理研究所，甘肃兰州730000)摘要：介绍了国外离子和霍尔电推进系统空心阴极技术的现状。根据空心阴极的常规设计，分析了发射体源材料耗尽，发射体有效发射表面被难挥发沉积物覆盖，源材料活性分子不能到迭发射体表面，触持极、顶板、加热嚣因溅射腐蚀损坏，加热器损坏，以及发射体化学中毒等影响空心阴极长寿命的因素。讨论了一体化阴极、小电流高效钡钨阴极

2、、大电流钡钨阴极、La王j6阴极、L式储备阴极和Bi阴极等新技术。关键词：电推进；空心阴极；发射体；长寿命中图分类号：V439．4文献标识码：AForeignTechniqueStatusofHollowCathodeforElectricPropulsionZHANGTian-ping，TANGFu-jun，TIANHua—bing(LanzhouInstituteofPhysics，LanzhouGansu730000，China)Abstract：Theabroadtechnologyofhollowcath

3、odeusedinionandHallthrusterwasintroducedinthispaper．Thefactorsthataffectedlonglifeofhollowcathode，whichweresourcematerialoftheemitterexhausted，effectiveemissionsurfaceoftheemittercoveredwithdepositunvolatilized，activemolecularofthesourcematerialnotreachedthesu

4、rfaceofemitter，damageofcontact-holdpole，roofandheatercausedbysputteringetching，damageoftheheater，andchemicalpoisoningoftheemitter，werediscussedaccordingtothetraditionaldesignofhollowcathode．Thenewtechnologiessuchasintegrationcathode，lowcurrentbarium-tungstenho

5、llowcathodewithhighefficiency，highcurrentbarium-tungstenhollowcathode，LaB6cathode，L-typedispensercathodeandbismuthcathodewereanalyzed．Keywords：Electricpropulsion；Hollowcathode；Emitter；Longlife0引言空心阴极是离子和霍尔电推进系统的关键部件。其中：考夫曼型离子推力器至少需要放电阴极和中和器阴极各1个，霍尔推力器至少需要1个阴极，

6、同时实现等离子放电与束流中和。电推进技术发展和系统应用证明，空心阴极不仅对电推进系统工作效率和可靠性的影响重要，而且也是限制电推进系统长寿命的主要因素[1叫]。自20世纪60年代美刘易斯研究中心和休斯研究实验室最早将空心阴极用于电推进以来，电推进系统空心阴极技术研究取得了极大的进展，其中主收稿日期：2006一11-14；修回日期：2006一II一27作者简介：张天平(1963一)，男，博士，研究员，主要从事航天器推进技术研究和工程。要有阴极工作羽状模式和点模式的表征、工作性能与几何参数的关系、阴极部件溅射腐蚀特性、

7、发射体工作特性、空心阴极工作模型，以及阴极工作寿命验证等口~2川。最近10多年来，美国在千瓦级电推进空心阴极技术上获得了突破性进展，深空一号离子推力器空心阴极飞行累计工作达16kh，其备份推力器空心阴极地面试验累计工作寿命大于30kh[20．z13。离子和霍尔电推进的两个发展方向是数百千瓦高功率和数十瓦低功率。深空探测要求电推进系统的工作寿命可达100khc2。2‘。与之相应，对空心阴极提出了更高的技术要求，如为低功率电推进系统研制高效率紧致型阴极、为高功率电推进系统研制大电流阴极、空心阴极寿命工作寿命的大幅延长、

8、更为准确和细致的阴极工作模型建立等。万方数据上海航天AERoSPACESHANGHAl2008年第1期本文综述了国外电推进系统应用空心阴极技术的现状。1常规空心阴极电推进空心阴极的本质为一热电离电子源装置，以电弧放电方式工作，依赖于电子碰撞中性推进剂气体原子产生等离子体而白持工作，它必须工作在等离子体环境中。电推进应用空心阴极的设计要求主要有：小质量的机械结