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楼主: 潜艇4809
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[科普资料] 我国的离子电推进技术

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hand 发表于 2014-1-3 10:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 hand 于 2014-1-3 11:03 编辑

已拜读,看来寿命试验两年时间确实很紧凑。由于真空室有限,因为应该还有别的推进器等着做寿命试验,很可能不进行寿命极限测试。希望增加经费扩建高真空试验设备,既然国家立项了没必要再省这部分的钱。

文章中说:为优化试验"考虑用2台推力器在一个真空设备内试验",“在试验验证中,累积工作时间的验证更具优先性和紧迫性”、“为此,一台推力器进行连续工作试验”“计算表明完成15000小时试验周期可以缩短到2年”【呵呵,这不就是我前面的计算吗】。当然另一台就进行模拟NSSK卫星南北位置保持正常工作试验,总是不停的点火2h---关机0.5h---再点火2h---再关机0.5h。以便用2年时间模拟卫星15年的NSSK南北位置保持工况。

根据文章内容总结出以下几点影响LIPS-200离子推进器寿命的因素:
1、关键部件和组件空心阴级(阴级和中和器)。【试验要求为至少10000次,即工作要求的两倍】
2、栅级。采用“加速试验和计算模型分析相结合的方法”即加速试验3000小时,数字计算模型推算15000小时后的栅级腐蚀程度。【前两个关键部件组件试验须先期进行完毕,因为单机试验时关键部件无法更换,如果更换意味着寿命试验失败了!】【我同时推论出现在空心阴级与栅级的寿命试验已完成
3、其它部件试验,电源系统、供气系统、控制系统都能在地面试验系统和飞行试验产品这间互换,在寿命试验中可以方便地接入电源处理单元、流量供给模块、控制单元等部件。即除关键部件外其它系统都有地面支持设备热备份。【所谓的单机和系统寿命验证兼顾】说明科学家也担心“不关键”的系统也出些低级的问题。

最后谢谢padamsli提供的资料。
flanker 发表于 2014-1-3 11:11 | 显示全部楼层
离子推进和霍尔推进区别在什么地方?
spacedog 发表于 2014-1-3 11:48 | 显示全部楼层
好像前者比冲高但推力小,后者比冲略低(但也比普通化学火箭高好几倍)但推力略大。
surfman 发表于 2014-1-3 12:23 | 显示全部楼层
有谁知道有没有电推的东4平台,还是直接上东5?

另外,如果通过3000小时加速试验考核,推算出15000小时工况,也就是15年的寿命期工况,是否可以先上型号了?当然,要比完成15000小时试验风险大不少,但至少可以节省一年半时间。如果是商用卫星的话,增加的保险费和减少的发射费用相比可能仍然是合算的。

点评

我认为在寿命试验验证完成之前不会上商业卫星。而星载试验方面LIPS-200已上星验证【实践九号】。没有必要为省那么一点的时间拿信誉开玩笑。当然如果作为化学NSSK的备份的话则完全没有问题。  发表于 2014-1-3 13:55
to ericye:没有这个说法,只是说计划2015年发射第一颗带电推的DFH3B平台卫星,不是全电。今年只是争取发射直接入轨的北斗导航卫星  发表于 2014-1-3 13:08
不是说今年将会发射一颗全电的通信卫星吗,有一个帖子里有说的,但忘了是哪一个.  发表于 2014-1-3 12:51
liao68811 发表于 2014-1-3 12:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 liao68811 于 2014-1-3 13:09 编辑
surfman 发表于 2014-1-3 12:23
有谁知道有没有电推的东4平台,还是直接上东5?

另外,如果通过3000小时加速试验考核,推算出15000小时工 ...


DFH4E就是上锂电池和电推的通信卫星平台。
IMG_3868.JPG DFH4E.jpg DSC05140.JPG
surfman 发表于 2014-1-3 13:53 | 显示全部楼层
谢谢liao68811!

从数据看起来东4E仍然是化学推进为主,推进剂质量达3.1-3.2吨,电推只是可选。期待不久能看到电推东4E的数据。
liao68811 发表于 2014-1-3 22:40 | 显示全部楼层
surfman 发表于 2014-1-3 13:53
谢谢liao68811!

从数据看起来东4E仍然是化学推进为主,推进剂质量达3.1-3.2吨,电推只是可选。期待不久 ...

电推主要用于轨道维持等推力要求小的场合,至于变轨等要求推力较大的场合只能交给化学发动机啦
poweru235 发表于 2014-1-3 22:56 | 显示全部楼层
中星m是不是那个 多媒体?
老练的民族 发表于 2014-1-3 22:58 | 显示全部楼层
卫通公司来所调研电推进产品研制情况
12月19至20日,卫通公司于勇总经理助理、实践十三号工程副总师闵长宁一行,在孙征虎副总指挥的陪同下,来所调研了电推进产品研制情况。王润福副所长进行了工作汇报并陪同参观了电推进研制试验现场。

王润福副所长向来访领导介绍了我所基本情况,详细的汇报了我所在电推进领域的技术研究、产品研制情况,并重点介绍了LIPS-200电推进产品研制和寿命考核试验进展情况,以及为DFH-5和DFH-4SP平台开发的LIPS-300电推进产品研制情况

于总高度评价了510所深厚的学术底蕴和敢肯硬骨头的企业文化,充分认可了510所在电推进技术研究和产品研制工作中取得的成绩。认为510所作为国际上为数不多的具备电推进工程产品研制能力的单位,应当更好地推动我国空间电推进技术的发展和产品应用,加速提升通信卫星平台的能力和水平。 同时,作为DFH-3B平台首发星的用户,于总一行对LIPS-200氙离子电推进系统研制进展表示满意,并表示将进一步加强与五院合作,共同促进DFH-5和DFH-4SP全电推平台的工程应用,实现携手共赢。   

最后,王润福副所长陪同参观了在研电推进产品点火试验和电推进系统地面寿命考核试验现场。
http://www.lipcast.cn/wlyjs/xw/20131226171848.htm

这里出现了实践13号、DFH-5、DFH-4SP、LIPS-300……都是首次出现

点评

1、本文似乎暗示【LIPS-300】将上【实践十三号】卫星验证?2、LIPS-200将首先在DFH-3B卫星平台上应用。  发表于 2014-1-4 00:01
老练的民族 发表于 2014-1-3 23:06 | 显示全部楼层
http://www.lipcast.cn/wlyjs/xw/20131226153814.htm
李开民书记深入一线调研510所电推进研制进展
12月17日,李开民书记在510所开展党的群众路线教育实践活动期间,安排时间专程调研510所电推进系统产品研制进展及后续发展情况。

在东方红3B电推进系统产品地面寿命考核试验现场,张伟文所长重点汇报了东方红3B电推进产品研制情况、专项试验进展情况、东方红4SP全电推进卫星平台产品研制情况和研制保障条件建设情况。目前,东方红3B电推进产品已进入正样研制阶段;地面寿命考核试验通过前期近400小时的摸底验证考核,已具备鉴定产品开展长寿命考核的条件,并计划于2013年12月25日正式启动;东方红4SP全电推进平台开发LIPS-300电推进产品已成功完成首次点火试验,试验结果符合设计指标,满足后续东方红4SP及东方红5平台的应用需求。

在听汇报并视察试验现场后,李开民书记针对510所电推进产品研制工作做了重要指示,提出了具体的要求。李书记充分肯定了510所电推进产品研制方面取得的成绩,并指出东方红3B电推进产品(LIPS-200)地面1:1长寿命专项考核试验在电推进系统工程化研制与型号应用中具有里程碑意义。本次试验将持续开展2年以上,要完成11000小时的工作寿命考核和6000次的开关机,510所要做好各项准备措施和应急预案,确保试验顺利完成。同时,要求510所将试验情况正式报五院和集团公司。
hand 发表于 2014-1-4 00:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 hand 于 2014-1-4 01:09 编辑
老练的民族 发表于 2014-1-3 23:06
http://www.lipcast.cn/wlyjs/xw/20131226153814.htm
李开民书记深入一线调研510所电推进研制进展
12月17 ...

根据八股得出:
DFH4SP平台为全电推卫星,使用LIPS-300。LIPS-300将发展成货架产品。【很想知道LIPS300的技术水平,不知道300是不是指口径。根据LIPS200推出】【DFH5也将采用】“正式将试验情况上报”说明LIPS-200很快会正式上星应用。

不负责任推测:结合卫星研制周期为两年左右,有一颗DHF3B平台的在研卫星【已在2013年3月左右进入电推进分系统鉴定件的研制及正样设计工作 】【不知道是哪一颗吃螃蟹】会上LIPS-200电推进器。【与早前报道它有望2015年正式型号应用相符】在LIPS200完成两年的寿命试验验证后刚好研制完成发射!【如果寿命试验出了问题则使用老的化学火箭,此为备份】

东三B平台电推进点火试验成功将使卫星减重延寿
来源: 中国航天报
日期:2013/03/22
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       近日,东方红三号B平台电推进分系统真实点火试验圆满完成,这标志着东三B平台电推进分系统研制工作取得了突破性进展,对于后续卫星减重、延长使用寿命具有重要意义。

  东三B平台由中国航天科技集团公司五院通信卫星事业部抓总研制,经过试验前的准备和联调工作,该部试验队圆满完成了所有测试项目
。这次试验是第一次由星上初样产品联合进行的真实点火试验,试验分为4个阶段,全程历时18天。

  在真实点火条件下,这次试验验证了各单机之间的接口和性能匹配性、软件程控真实点火功能和主要的故障处理功
能,并验证了试验流程和试验环境。通过试验,提升了试验队伍的技术实力、增强了队伍的战斗力。当面对试验中出现的特殊情况时,试验队员临阵不乱,快速进行分析和排查,为东三B平台电推进后续研制任务的顺利开展奠定了基础。

  研制东三B平台是为进一步开发东方红三号平台能力、创新通信卫星研制技术而采取的重要决策。该试验成功后,
通信卫星事业部将开展东三B平台电推进分系统鉴定件的研制及正样设计工作。虽然东三B平台的研制过程比成熟平台研制难度大很多,但该部研制人员表示,有信心提升通信卫星的技术实力,努力与国际水平接轨。图为东三B平台电推进分系统点火试验现场。(孔晓燕)
http://www.spacechina.com/n25/n144/n206/n216/c405375/content.html
mir-2 发表于 2014-1-4 02:02 | 显示全部楼层
padamsli 发表于 2014-1-2 20:30
http://wenku.baidu.com/view/63818557804d2b160b4ec0b4.html
LIPS-200离子推力器寿命地面试验方案研究
...

真巧,这就是松鼠上传到百度文库的。。。

全文下载移步到这里:http://bbs.9ifly.cn/thread-13056-1-1.html

点评

好资料。  发表于 2014-1-4 15:05
浙江诸暨 发表于 2014-1-4 09:43 | 显示全部楼层
东3B什么时候发射啊,进度感觉有点慢啊,美帝的通信卫星电推发射了没有啊,不过看来进步不小,为咋TG的新闻总是看不到性能的,很想知道LIPS-300数据
ssizz 发表于 2014-1-4 11:58 | 显示全部楼层
原标题:离子电推进系统的推进能力是化学燃料的10倍,对发射窗口的要求也不那么严格,该技术将是人类向更深更远太空进发的必备利器——

中国航天大步迈向电推进时代

本报通讯员 郭兆炜 刘之辉 本报记者 付毅飞

由中国航天科技集团五院(中国空间技术研究院)510所自主研制的我国首台200毫米离子电推进系统,在经过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证后,迎来了正式应用于航天型号研制过程中最为关键的一步。日前该系统在长寿命地面考核试验中已持续工作超过一万小时,为其在我国人造卫星、载人飞船等航天器上的广泛应用铺平了道路。

记者从五院获悉,未来中国航天将要开展火星、木星和库伯带小行星等一系列深空探测活动,要更经济、高效地完成这些任务,电推进技术将是不二选择。

电推进技术将开启航天领域新革命

关于电推进技术,五院专家评价说,它将开启航天领域又一次革命。

正如汽车的核心是发动机一样,推进系统也是航天器的核心。相比以往航天器所用燃烧化学燃料排出炽热气体的推进方式,离子电推进技术采用的是喷出带电粒子或离子的新方式,具有大幅减少推进剂燃料、操控更灵活、定位更精准、推进速度增量更高等显著优势。因此,国际宇航界已将电推进列为未来十大尖端技术之一,并将其作为衡量未来大容量、长寿命卫星先进性的重要“标杆”。大力发展电推进技术也成为各航天大国的共识。

据美国国家航空航天局计算,离子电推进系统的推进能力是化学燃料的10倍,同时对发射窗口的要求也不那么严格。因此,该技术将是人类向更深更远太空进发的必备利器。

五院510所所长张伟文表示,以往航天任务中,航天器需携带大量燃料,不仅占用空间,还大大增加了自身重量。以我国目前通信卫星主要采用的东方红4号卫星平台为例,卫星重量达到4.8吨,其中燃料占大部分,需要两个1400升的贮箱来容纳。但如果采用离子电推进系统,可节省燃料80%,使卫星“瘦身”至1.8吨。省出来的这些空间和重量,可以安装更多科学设备载荷,实现“一颗卫星抵多颗用”的新跨越,甚至航天器的研制模式都将从根本上发生改变,使空间活动的经济效益和太空科学探索的效率得到显著提升。

1998年,美国探测彗星的深空1号首次将离子推进器作为主力推进系统用于深空飞行。目前国际上电推进技术的应用已日益广泛,2012年,美国完成了全电推进平台——波音702SP的设计;日本“隼鸟”太空探测器和欧洲“智能1号”太空船也对电推进技术进行了空间试验。

我国电推进技术已达国际先进水平

作为我国航天事业“国家队”,五院始终把自主创新作为改革发展的必由之路和根本保证,其所属510所也成为国内电推进技术研究及试验验证的“领跑者”。

据介绍,上世纪70年代初,510所与国外宇航界同期启动开展了电推进技术攻关,准确选定了离子电推进这一目前国际电推进技术发展的主流方向,并成功研制了直径80毫米的汞离子电推进系统,该成果于1987年获得国家科技进步一等奖。随后十余年间,在没有具体型号任务牵引、缺乏经费支撑的困境中,该所坚守理想,保留核心专业研究队伍,自筹资金持续不断开展技术攻关,又成功研制了90毫米氙离子电推进系统。

1999年,国家加大了对离子电推进系统发展的支持力度。510所趁势而发,在积极争取国家项目立项,取得集团、五院创新基金支持的同时,加大了自主投入力度,相继研制成功具有自主产权的电推进系统及其核心单机产品,在空心阴极与精密栅极组件设计和制造技术、气路高压绝缘技术、微小气体流量的精确控制技术等领域实现了全面突破。2007年该所从工程样机起步,在不到5年的时间里,研制成功200毫米离子电推进系统,走完了国外同阶段耗时近10年才走完的路。该系统装载在2012年发射的“实践九号”卫星上,经过长达一年的在轨飞行试验考验,表现优异。据专家评价,该系统已达到国际先进水平,一些主要技术指标优于国外同类产品。

2015年有望全面应用于我国航天器

近年来,电推进系统越来越受到青睐。目前国际上已发射和计划发射的离子电推进系统航天器数量已经突破50颗,数据分析显示,在未来国际宇航发射中,采用电推进系统的航天器所占比例将进一步扩大。面对竞争激烈国际宇航市场,我国如果不加快该技术的发展,意味着在未来竞争将失去主动权,甚至会把前一阶段辛苦打拼下来的国外市场份额拱手相让。

据介绍,510所将继续高擎引领我国电推进技术发展的大旗。张伟文表示,当前该所以国防科技重点实验室建设为契机,将电推进技术纳入国家级创新平台,并积极争取到民用航天预先研究、载人航天预先研究及国防基础科研等多方面支持,组建了一支专门从事电推进技术创新的研发队伍。该所自主投入研发了300毫米离子电推进系统等产品,可以满足我国未来东方红五号平台和全电推进卫星平台的应用;研制的100毫米、140毫米霍尔电推进系统,可以满足低轨卫星的轨道维持等推进需求。同时该所加快了新技术的试验验证,通过建造我国目前技术最先进、种类最齐全的电推进专用大型试验设备系统,开展了各类长寿命、高可靠试验,为电推进系统在我国航天器上广泛应用奠定了基础。

张伟文透露,预计2015年前后,510所自主研制的电推进系统将在我国航天器上全面应用,从而大大提升我国通信卫星系列平台、深空探测航天器、重力场测量卫星、载人航天空间站等航天器的整体技术水平和整器性能,进一步增强我国商业卫星的国际竞争力。

(科技日报北京1月3日电)  



本篇文章来源于: 中国科技网 www.wokeji.com
原文链接:http://www.stdaily.com/shouye/gu ... 140104_619419.shtml
hand 发表于 2014-1-4 14:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 hand 于 2014-1-5 16:17 编辑
ssizz 发表于 2014-1-4 11:58
原标题:离子电推进系统的推进能力是化学燃料的10倍,对发射窗口的要求也不那么严格,该技术将是人类向更深 ...

不负责任瞎猜的:
因八股中LIPS-300性能数据没有出来,实也忍不住瞎猜一下LIPS-300的技术参数。
1、根据LIPS-200型号指的是200毫米氙离子电推进系统推测出LIPS-300指的就是300毫米氙离子电推进系统。
2、因为原理相似和技术水平有所发展所以LIPS-300的比冲应比LIPS-200的3000秒增加500秒左右。工作寿命也相似应为15000小时左右。
3、最关键的来了,推力!LIPS-300,氙离子电推进的额定推力为90毫牛以上
如果LIPS-300指的是300毫米电推进则它的栅极直径应为300mm,栅级面积相为200mm的2.25倍,S=πr[sup]2[/sup],在离子束流流量等比例放大、速度相当的情况下推力之比即为栅级面积之比。F=40毫牛X2.25=90毫牛。但是考虑到LIPS-300为DFH4SP全电推平台卫星推进器,也许会做成变推力离子推进器,在变轨过程中【约三个月到半年】LIPS-300也许会超额定功率工作【加大功率,加大流量,牺牲比冲】,推力可能达到约200毫牛。此时最大功率【输入功率】约4.7KW单台。
以上数据纯属瞎猜,如有雷同~~不胜荣幸!
23340238grbnaili8f3eb5.png 0011376iuikhrmup7fzzim.jpg 静电型推进系统将推进剂气体原子电离为等离子体状态,再利用静电场将等离子体中的离子引出并加速,高速喷出的离子束流对推力器的作用力即为推进系统的推力,此外,有的静电型电推进系统利用静电场加速带电液滴或液态金属离子产生推力。静电型推进器特点是比冲高、结构紧凑、质量轻以及技术成熟等。典型的静电型推进系统有霍尔效应推进器(Hall Effect Thruster, HET。霍尔效应推进器还被称为稳态等离子体推力器,Stationary Plasma Thruster, SPT)和离子推进器(Ion Thruster, IT)

权威数据来了,以上山寨数据自动忽略

权威数据来了,以上山寨数据自动忽略

权威数据来了,以上推测数据请忽略。和我根据型号名称而进行的粗糙的推测数据,居然八九不离十,实在是不胜荣幸!

152350is4ujuu2oo47uf1s.jpg 发现各型推进器的典型应用没有人讨论,特截图发上来以便查阅。其中有个很有意思,being developed“发展中"的LIPS400M将用于the jupiter exploration mission.即木星探测任务。
cmj9808 发表于 2014-1-4 16:27 | 显示全部楼层
510所目前在研全部电推进器的参数,包括大家熟知的LIPS系列和霍尔推进器LHT系列,重要参数除throughput外基本都有,数据来源为33届国际电推进会议报告(Univ. Washington, 2013年10月)。
原文已上传至图文资料区。
http://bbs.9ifly.cn/thread-13059-1-1.html

图片1.png

图片2.png

点评

好资料,满足了好奇心,正在学习中。。。  发表于 2014-1-4 21:17
cmj9808 发表于 2014-1-4 16:33 | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2014-1-4 16:27
510所目前在研全部电推进器的参数,包括大家熟知的LIPS系列和霍尔推进器LHT系列,重要参数除throughput外基 ...

顺便问一句,上文中提到的霍尔推进器LHT-100将在2015年于GEO星XY-2上进行测试,谁知道XY-2是哪颗星代号?

A single-stringed Hall electric propulsion system (HEPS) that  is  based  on  LHT-100  will  be  flight-tested  on  XY-2 satellite...XY-2  will  be  launched  in  2015  and  it  is  a  GEO  orbit satellite
风之域 发表于 2014-1-4 16:43 | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2014-1-4 16:27
510所目前在研全部电推进器的参数,包括大家熟知的LIPS系列和霍尔推进器LHT系列,重要参数除throughput外基 ...

看这指标,果然如本论坛的消息灵通人士所言:510所有望进入”国际一流“的水平。
ssizz 发表于 2014-1-4 17:42 | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2014-1-4 16:33
顺便问一句,上文中提到的霍尔推进器LHT-100将在2015年于GEO星XY-2上进行测试,谁知道XY-2是哪颗星代号? ...

新技术验证一号卫星(XY-1卫星)

比对这个,就是新技术验证二号卫星了

点评

啊,看LHT-100的推力才80mN,那XY-2多半是个小东西,装不了那么大天线。而且陈南梁这个按八股是近年就发射。  发表于 2014-1-4 18:15
陈南梁刚刚向航天系统交付金属细丝经编而成的卫星天线,其直径可达32米,远远大于卫星本身————这个可能用于XY-2或者SJ-13  发表于 2014-1-4 18:03
纸飞机 发表于 2014-1-4 19:34 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2014-1-4 17:42
新技术验证一号卫星(XY-1卫星)

比对这个,就是新技术验证二号卫星了

不好说,EST-8也有个巨大的天线,离子发动机推力才23mn
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