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作者：陈茂林;刘晓川;刘旭辉;魏福智;严浩;洪志鹏;刘吉祥;魏祥庚;
单位：西北工业大学固体推进全国重点实验室;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;上海航天控制技术研究所;
摘要：为解决电喷推力器羽流发散角相对较大导致的性能损失及其和航天器相容性问题，设计了一种基于平板结构的三栅极羽流聚焦系统，采用电流探针法测量了单栅极和三栅极电喷推力器羽流束电流密度分布和发散半角，分析了三栅极系统对推力器羽流聚焦特性和性能参数的影响。结果表明：三栅极对电喷推力器的羽流聚焦效果明显，实验工况范围内的三栅极系统羽流发散半角为9.9°～12.7°，较单栅极的30.4°～33.6°降低62%～67%；三栅极系统中与发射极同电性的聚焦极会降低发射极尖端场强，导致推力器的启动电压和最大稳定工作电压明显提升，相同工作电压下的三栅极推力器发射电流和推力值小于单栅极，但对推力器能提供的最大推力影响不明显；发散角大幅减小使得三栅极推力器的比冲和推功比显著高于单栅极，相同工作电压下的比冲和推功比提升约17%～18%，最大推力工况下的比冲提升约21%，推功比提升约13%。相比基于L型等复杂结构栅极的电喷推力器羽流聚焦方案，本文验证了基于平板结构的三栅极系统对电喷推力器羽流的聚焦能力，简化了栅极系统结构，减少了栅极设计参数。
关键词：电喷推力器;;电推力器;;羽流发散角;;三栅极;;推功比
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)~~
