多任务模式电推进技术

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1、Vol-23No．1118航天器工程SPACECRAFTENGINEERING第23卷第1期2014年2月多任务模式电推进技术温正王敏仲小清(中国空间技术研究院，北京100094)摘要调研了多任务模式电推进技术在地球静止轨道卫星和深空探测器中的应用情况，电推进技术的应用由南北位置保持任务模式逐步向南北位置保持和轨道转移等多任务模式发展；总结了多任务模式电推进技术在功率需求、比冲、推力等方面的技术特点；从卫星平台技术、推力器技术、可变功率电源转换及控制技术、可变流量调节技术，以及多自由度、大角度矢量调节技术等方面，分析了多任务模式电

2、推进在工程应用中要解决的关键技术。关键词卫星；电推进技术；多任务模式’中图分类号：V439．4文献标志码：ADOI：i0．3969／j．issn．1673—8748．2014．01．020MultitaskModeElectricPropulsionTechnologiesWENZhengWANGMinZHONGXiaoqing(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Theapplicationsofmultitaskmodeelectricpropu

3、lsiontechnologiesinGEOsatellitesanddeepspaceprobesareintroduced，andtheelectricpropulsiontechnologiesareusedfromsingletaskmodeofnorth／south-stationkeepingoforbittomultitaskmodeofnorth／south—-stationkeep——ingoforbitandorbit—transfer．Thefunctionsofmultitaskmodeelectricpr

4、opulsiontechnologiessuchaspowerdemand，specificimpulse，andthrustaresummarized．Keytechniquesformulti—taskmodeelectricpropulsiontechnologiesarediscussed，includingsatelliteplatform，thruster，conversionandcontrolofvariablepowersupply，variableflowadjustment，andadjustmentofmu

5、lti-freedomandlargeanglevector．Keywords：satellite；electricpropulsiontechnology；multitaskmode1引言电推进是一种新型航天动力系统，是航天器推进系统的重要发展方向。它利用在轨获取的电能高速驱动工质产生推力，相对于化学推进具有比冲高的突出优势。美国、日本、俄罗斯、欧洲等国家和地区从20世纪90年代开始广泛采用电推进来提升其航天器性能，以增加有效载荷能力，延长航天器的使用寿命，精确控制、消除指向误差，实现多任务模式等口‘8]。当前，电推进的应用已逐

6、渐由地球静止轨道(GEO)的南北位置保持向包含南北位置保持、轨道转移等任务在内的更深化应用转变∞伽。在轨位置保持和轨道转移对电推进系统的需求重点不同。在轨位置保持需要在相对较小的输入功率条件下产生一定的推力；轨道转移则要求较大的推力，以缩短轨道转移时间，轨道转移期间有效载荷不工作，整星提供给电推进系统的功率较大。多任务模式电推进技术能较好地适应上述任务需求，利用大功率输出模式实现大推力控制，利用小功率输出小推力，从而满收稿日期：2013—07—04；修回日期：2013—08—22作者简介：温正，男，博士，工程师，研究方向为卫星总体

7、设计和电推进总体设计。Email：wen96101@126．COITI。第1期温正等：多任务模式电推进技术足不同阶段的不同需求。此外，多任务模式电推进技术可用于深空探测器的姿态调整，也可与其他推进系统联合作为主推进系统；还可用于空间站姿态轨道控制及轨道维持任务。本文介绍了多任务模式电推进的特点及应用，分析了相关关键技术，最后提出了发展多任务模式电推进应解决的关键技术。多任务模式电推进的发展目前，电推进技术比较成熟的应用是高轨卫星的位置保持任务。高效的在轨位置保持要采用高比冲的电推进，其推力功率比大，能够适应小推力和少耗电的要求。该

8、技术已应用在波音公司的波音卫星系统一601(BSS一601)平台和BSS一702平台，洛马公司的A2100平台，劳拉空间系统公司的LS3000平台，阿斯特里姆公司的欧洲星-3000(Eurostar一3000)平台，欧洲航天局的“阿特米斯”(Art