LIPS-200离子推力器寿命地面试验方案研究

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1、第21卷第4期航天器工程Vo1．21No．4l1l2012年8月SPACECRAFTENGINEERINGLIPS一200离子推力器寿命地面试验方案研究张天平田华兵陈娟娟(兰州空间技术物理研究所，兰州730000)摘要在系统调研和分析IN外用于地球静止轨道(GEO)卫星南北位置保持的离子推力器寿命试验方法和技术的基础上，结合我国通信卫星工作寿命需求和LIPS一200离子推力器产品研制现状，提出和论证了LIPS-200离子推力器地面寿命试验验证的目的和技术方案，讨论和分析了与寿命试验方案密切相关的内容。关键词离子推力器；技术方案；寿命试验；南北位置保持中图分类号：v439．1

2、文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．04．020AStudyofLIPS一200IonThrusterLifeTestonGroundZHANGTianpingTIANHuabingCHENJua~uan(LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou730000，China)Abstract：Inthispaper，thetechnologiesofionthrusterlifetestinforeignadvancedcountriesarepresentedandsummarizedbriefly．At

3、echniealconceptoftheLIPS一200ionthrusterlifetestongroundisproposedwithconsideringtheliferequirementforNSSKmissionofChinesecommuni—cationsatelliteandthedevelopmentstatusofLIPS-200ionthruster．Somerelatedissuesaredis—cussedrespectively．Keywords：ionthruster；technicalconcept；liretest；NSSK兰州空间技术物

4、理研究所的LIPS_200离子推l引言力器，主要是针对我国GEO卫星完成南北位置保持(NssK)使命而研制的。离子推力器的寿命要求离子推力器是目前技术最为成熟的电推力器类工作1万～1．5万小时、开关6000～8000次E，型之一，在地球静止轨道(GEO)卫星位置保持、深完成LIPS一2O0离子推力器地面寿命试验验证的空探测器主推进、无拖曳卫星飞行控制等领域已经工作l2]提上日程。本文在分析总结国外GEO卫得到成功应用-1]。由于离子推力器推力小，完成航星NSSK离子推力器地面寿命试验情况的基础天使命需要的工作时间长，再加上离子推力器工作上，提出了LIPS一200离子推力器的

5、地面寿命试所需要的洁净度和真空度环境条件要求高，使得在验技术方案，并结合LIPS-200离子推力器产品地面条件下完成离子推力器工作寿命的试验验证成现状和试验条件约束，分析讨论了寿命试验验证为技术难点l2]。的相关问题。收稿日期：2011—09～26；修回日期：2012—07—13基金项目：真空低温技术与物理重点实验室基金项目(914oc55o211120C5501)作者简介：张天平(1963-)，男，博士生导师，研究员，从事航天器推进技术与工程研究工作。Email：ztp510@yahoo．com．cn。112航天器工程21卷有些推力器还增加了高低温启动试验。2国外离子推力

6、器寿命试验情况(4)真空舱的工作真空度和尺寸对推力器寿命试验具有重要影响。一般应采用洁净无污染的抽气针对GE0卫星NSSK应用，美国波音L『3通信系统，离子推力器寿命试验工作压力应低于5．3×电子技术公司j、德国Astrium公司]、日本三菱l0-4Pa，霍尔推力器寿命试验工作压力应低于6．7×电子公司(MEICO)L1¨等分别完成了离子推力器工10。Pa。真空舱尺寸主要考虑离子溅射腐蚀沉积物作1万～2万小时、开关20001．3万次的地面寿命对推力器工作性能和寿命的影响，需要根据推力器束试验验证，表1列出了试验结果及应用。尽管不同国流特性、溅射沉积模型理论和试验数据分析确定

7、。家或产品供应商完成离子推力器寿命试验的方法存(5)由于离子推力器寿命验证周期长(2～4在差异，但在试验技术的主要方面具有以下共性。年)、成本昂贵，不仅要求试验系统具备自主运行和表1国外离子推力器寿命试验及应用情况故障处理的能力，而且要求能够最大程度地降低实Table1Lifetestingandapplicationofthe现试验验证目标的技术风险。在降低技术风险方面ionthrusterabroad一些重要的做法包括：①先期完成空心阴极、栅极等推力器数量试验结果应用航天器推力器关键部组件的寿命试验验证；②进行