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作者：刘旭辉;陈茂林;胡鹏;严浩;吴达维;刘晓川;洪志鹏;黄天坤;
单位：北京控制工程研究所;高效能空间推进技术北京市重点实验室;西北工业大学固体推进全国重点实验室;北京理工大学宇航学院;
摘要：同轴环尖场电推力器是一种适用于引力波探测、重力梯度测量等精密空间探测任务的优选推进装置之一。氪气工质在同轴环尖场电推力器上的应用有望实现低成本、高效率的微牛级推进能力。本文针对氪气工质同轴环尖场电推力器，采用束流法间接测量了不同工况下的推力器性能，在主阴极功率10 W、放电电压30～40 V、工质流量0.3～0.5 mL/min工况内，推力器测得了10.12～20.77 mA的束电流，453～929μN的推力，1 846～4 854 s的比冲，以及35.1%～92.3%的工质利用率和26%～62%的总效率，验证了同轴环尖磁场位型对微型直流离子推力器工质利用率和效率的提升效应。实验中观测了工作参数和加速栅孔径对推力器性能的影响：工质流量增大会显著增加束电流和推力，但会降低工质利用率，并导致比冲和总效率降低；放电电压增大可同时增加束电流、推力、比冲和总效率，但会提升加速栅拦截电流占比；加速栅孔径减小有利于束电流、推力和比冲的提升，但不同孔径下的实验测得了0.4%～28.3%的加速栅拦截电流占比变化，表明加速栅孔径变化会显著影响束流聚焦特性和加速栅拦截电流占比，需从栅极寿命的角度对加速栅孔径进行优化；1.4 mm加速栅孔径在测试工况内的拦截电流占比为0.4%～1.2%，大幅低于其他孔径情况，是同轴环尖场电推力器加速栅孔径的优选值。
关键词：离子推力器;;电推力器;;同轴环尖场;;拦截电流;;工质利用率
基金资助：国家重点研发计划（2021YFC2202800;2020YFC2201100）;; 北京控制工程研究所先进空间推进技术实验室和北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心开放基金（LabASP-2022-03）~~
