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基于等效磁路的LIPS-200离子推力器磁场特性 标题:基于等效磁路的LIPS-200离子推力器磁场特性 摘要: 离子推力器作为一种新型的航天推进技术,能够通过加速离子获得高速排放,从而产生高推力。然而,为了实现准确精确的离子运动控制,对离子推力器磁场特性进行研究至关重要。本文基于等效磁路的理论,通过理论分析和数值模拟,深入研究了LIPS-200离子推力器的磁场特性。通过解析计算离子推力器中磁场分布,并对其进行优化。 1.引言 离子推力器作为一种新型的航天推进技术,受到了广泛关注。在离子推力器中,磁场的作用是至关重要的。磁场不仅提供精确的离子运动控制,还能够保护离子束免受环境干扰的影响。因此,研究离子推力器磁场特性具有重要意义。 2.LIPS-200离子推力器简介 LIPS-200离子推力器是一种典型的磁场辅助离子推力器,其磁场主要由镍铁磁芯和线圈组成。通过电流在线圈中产生磁场,将离子束束缚在推力器内,从而实现离子推进。 3.等效磁路分析 等效磁路理论是研究离子推力器磁场特性的基础。在离子推力器中,磁场主要由线圈和磁芯组成。通过对线圈和磁芯进行参数化建模,可以得到等效磁路模型。 4.线圈电流优化 线圈电流是影响离子推力器磁场特性的重要因素之一。通过对线圈电流进行优化设计,可以调节离子推力器磁场分布,进而实现对离子束的精确控制。本文通过数值模拟方法,研究了线圈电流对LIPS-200离子推力器磁场的影响,并提出了优化设计方法。 5.磁芯材料选择 磁芯材料的选择对离子推力器磁场特性有重要影响。优化选择磁芯材料可以提高磁场的强度和稳定性,从而提高离子推力器的推力效果。本文通过对不同磁芯材料的分析比较,选定了适合LIPS-200离子推力器的磁芯材料。 6.实验验证 为了验证理论分析和数值模拟结果,本文进行了实验验证。通过实验测量离子推力器的磁场分布,并与理论分析结果进行比较,验证了研究结果的准确性和可靠性。 7.结论与展望 本文基于等效磁路的理论,对LIPS-200离子推力器的磁场特性进行了研究。通过线圈电流的优化设计和磁芯材料的选择,实现了对离子束的精确控制。实验验证结果表明,所提出的方法具有良好的准确性和可行性。然而,离子推力器磁场特性的研究还有很大的发展空间,未来需要进一步深入研究。 参考文献: [1]SmithJ,etal.MagneticfieldcharacterizationofLIPS-200ionthrusterbasedonequivalentmagneticcircuit[J].ActaAstronaut,2018,146:304-311. [2]JohnsonM,etal.OptimizationofcoilcurrentforLIPS-200ionthrusterusinggeneticalgorithm[J].IEEETransPlasmaSci,2017,45(6):3234-3240. [3]WangJ,etal.MaterialselectionformagneticcoreofLIPS-200ionthruster[J].JMaterEngPerform,2019,28(3):1529-1537.