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微牛级高精度直流离子推进系统的推力调节特性: 2024年; 为了研究将微型直流离子推力器用于航天器超高精度控制任务的可行性,设计了一个微牛级直流离子推力器并为其配备了碳纳米管中和装置。对推力器进行了实验测试,评估了其在150~490 V电压范围内可实现的推力范围和推力分辨率,并计算了5、25、50μN推力水平下的噪声。在上述电压范围内,使用氙气和氩气作为工质时,推力器的推力范围分别为5.75~50.83μN和5.93~47.63μN,最大推力噪声为0.12μN/√(Hz)和0.05μN/√(Hz)。此外,对碳纳米管中和器进行了性能测试,实现了最大1.22 mA的引出电流,能够满足氙气工况下0~37.37μN、氩气工况下0~16.50μN的束流中和需求。实验结果表明,该推进系统可以用于引力波探测等高精度空间测量任务所需的无拖曳控制,且使用氩气更有利于实现高精度和低噪声的推力输出。; 汪宇欣武志文黄天坤陈茂林叶剑民郭云涛王云冰刘旭辉胡鹏; 关键词：离子推力器

碳纳米管中和器工作特性研究: 2024年; 针对引力波探测和地球重力场探测等高精度空间探测任务对系统精度提高的要求,从碳纳米管场发射中和器的工作稳定性和电子引出问题进行试验设计,测试了其老练前后的电流波动特性,应用Spearman秩相关检验方法对背景电场和电流波动进行相关性分析,并使用3种不同孔径的栅极对中和器引出特性进行测试,分析了栅极孔径对中和器性能影响的机理。结果表明,老练处理有助于提高中和器工作稳定性,且发射极工作背景电场与发射电流不稳定性具有强相关关系;栅极孔径对发射性能与引出性能均有影响,在试验工况下1 mm孔径栅极性能最佳。该结果可为推进系统中的中和器配置和中和器结构设计提供一定指导。; 汪宇欣武志文黄天坤王云冰; 关键词：碳纳米管稳定性

我国空间推进技术领域发展思考与建议: 2024年; 我国空间推进技术领域历经60余年发展形成了较完善的技术体系和较丰富的产品谱系,支持了载人航天、应用卫星、深空探测等重大工程应用;面向我国航天领域未来规划、重大工程和科学项目的应用需求,空间推进系统现有的技术水平存在不足,亟需谋划创新发展和突破方向。本文从电推进、化学推进、核推进、新概念空间推进等角度出发,系统梳理了空间推进系统的发展现状;重点提炼了高性能、低成本的空间推进系统支撑低轨小卫星组网发展,大推力、可重复使用的低温化学推进技术推动新型空间运输系统发展,多类型、长寿命的空间推进技术保障深空关键应用等未来应用需求。研究认为,我国空间推进技术领域面临系统可靠性和寿命亟需进一步提高、部分领域的产品成熟度与国际先进水平差距明显、产品成本高、可选推进技术种类少且重点技术研究滞后等迫切挑战,需开展顶层规划、优化技术选择,重视基础研究、构建发展机制,在重点技术方向上分类推进科研攻关,尽快实现低轨小卫星、地月空间转移、深空探测(含载人航天)用推进系统的技术突破与在轨应用。; 侯晓李永武志文林庆国汪小卫耿海黄天坤; 关键词：电推进核推进空间运输深空探测

固体脉冲等离子推力器二次放电实验研究: 固体脉冲等离子推力器(以下简称PPT)具有结构简单、比冲高、能产生微小推力等特点,在微小卫星精确定位和深空探测领域具有很大应用前景。但是固体脉冲等离子体推力器放电结束后的滞后烧蚀现象会产生不被电离加速的中性气体,导致推力...; 冯炯武志文黄天坤袁世越; 文献传递

脉冲等离子体推力器电离机制数值分析被引量：2: 2015年; 为了提高脉冲等离子体推力器(pulsed plasma thrusters,PPT)的推进剂利用率和总效率,深入研究推力器的物理机理,建立了能模拟PPT工作时中性气体电离过程的模型,并以LES-6和XPPT-1的PPT为对象,进行了数值仿真。结果表明:计算得到LES-6和XPPT-1的推进剂利用率分别为16.32%和81.04%,电子数密度分别为6.56×1021 m-3和5.83×1021 m-3,与实验结果相近,能反映出推进剂效率随放电能量增大而增大的趋势,可以用于PPT电离情况的模拟;PPT的推进剂利用率低主要由极板电压和中性气体供给不匹配造成,极板电压无法一直满足新烧蚀出的中性气体的电离条件。; 黄天坤武志文刘向阳谢侃王宁飞成跃; 关键词：脉冲等离子体推力器

脉冲等离子体推力器点火过程实验与理论研究: 脉冲等离子体推力器(以下简称PPT)通常用火花塞点火来启动。过去对于PPT启动的研究专注于火花塞本身，主要对火花塞的寿命和其点火可靠性进行研究，而对PPT的点火过程，即火花塞产生初始电子到两极板导通引发电容放电过程的理论...; 袁世越武志文黄天坤冯炯; 关键词：脉冲等离子体推力器火花塞点火过程

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黄天坤