【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间电推进，更为具体来说，本专利技术涉及一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法。
技术介绍
1、相比其他类型电推力器，离子推力器具有比冲高、推力连续可调和工作寿命长的特点，能够极大地增加航天器的有效载荷、延长航天器的使用寿命，降低航天器的发射成本，因此，离子推力器已用于航天器的南北位置保持和姿态控制等任务。
2、栅极组件为离子推力器的一大关键部组件，其由两个或三个金属栅片组成，每片栅极有上千或上万个栅孔，每个栅孔的离子引出能力将直接决定栅极组件的引出束流，即推力器性能。因此，准确评估单个栅孔的离子引出能力即可预测推力器的性能。
3、但是，目前情况下单个栅孔的离子引出能力很难被准确评估，这是因为：一、离子引出能力受制因素很多，不仅与栅极组件的几何结构参数、工作参数有关，还与放电室内的等离子体密度有关，因放电室的特殊结构组成和工作机制使得等离子体密度很难在试验上测量得到；二、等离子体密度分布的不均匀导致推力器工作时栅面的温度分布不均，以致栅极形变量有所差异，而形变量的大小在试验上也是很难测量得到的。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
2、第一方面，本申请提
3、获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布；
4、根据所述等离子体温度分布和栅极组件热仿真模型，计算出所述离子引出能力分析的瞬态栅间距；
5、根据所述等离子体温度分布、所述等离子体密度分布和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型；
6、根据所述栅孔数值仿真模型对各个区域的栅孔进行仿真计算，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律。
7、根据一种优选实施方式，所述获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布，包括：
8、构建离子引出能力分析的放电室数值仿真模型；
9、根据所述放电室数值仿真模型，获取所述离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布。
10、根据一种优选实施方式，所述根据所述等离子体温度分布、所述等离子体密度分布和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
11、将所述瞬态栅间距和实测瞬态栅间距进行对比，验证所述离子引出能力分析的栅极组件热仿真模型正确性；
12、在所述栅极组件热仿真模型正确性验证通过的情况下，根据所述等离子体温度分布和所述等离子体密度分布，计算所述离子引出能力分析的离子德拜长度；
13、根据所述离子德拜长度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型。
14、根据一种优选实施方式，所述根据所述离子德拜长度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
15、根据所述离子德拜长度，确定所述离子引出能力分析的放电室鞘层厚度；
16、根据所述放电室鞘层厚度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型。
17、根据一种优选实施方式，所述根据所述栅孔数值仿真模型对各个区域的栅孔进行仿真计算，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律，包括：
18、根据所述栅孔数值仿真模型对所述各个区域的栅孔进行仿真计算，得到所述离子引出能力分析的各个区域离子束流；
19、根据所述各个区域离子束流和栅间距的变化关系，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律。
20、第二方面，本申请提供了一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析装置，该装置包括：
21、获取模块，用于获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布；
22、瞬态栅间距计算模块，用于根据所述等离子体温度分布和栅极组件热仿真模型，计算出所述离子引出能力分析的瞬态栅间距；
23、构建模块，用于根据所述等离子体温度分布、所述等离子体密度分布和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型；
24、确定模块，用于根据所述栅孔数值仿真模型对各个区域的栅孔进行仿真计算，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律。
25、根据一种优选实施方式，所述获取模块，具体用于：
26、构建离子引出能力分析的放电室数值仿真模型；
27、根据所述放电室数值仿真模型，获取所述离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布。
28、根据一种优选实施方式，所述构建模块，包括：
29、验证单元，用于将所述瞬态栅间距和实测瞬态栅间距进行对比，验证所述离子引出能力分析的栅极组件热仿真模型正确性；
30、离子德拜长度计算单元，用于在所述栅极组件热仿真模型正确性验证通过的情况下，根据所述等离子体温度分布和所述等离子体密度分布，计算所述离子引出能力分析的离子德拜长度；
31、模型构建单元，用于根据所述离子德拜长度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型。
32、根据一种优选实施方式，所述模型构建单元，具体用于：
33、根据所述离子德拜长度，确定所述离子引出能力分析的放电室鞘层厚度；
34、根据所述放电室鞘层厚度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型。
35、根据一种优选实施方式，所述确定模块，具体用于：
36、根据所述栅孔数值仿真模型对所述各个区域的栅孔进行仿真计算，得到所述离子引出能力分析的各个区域离子束流；
37、根据所述各个区域离子束流和栅间距的变化关系，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律。
38、第三方面，本申请提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
39、第四方面，本申请提供一种终端，可包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
40、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
41、在本申请中，基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布；根据等离子体温度分布和栅极组件热仿真本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布，包括：
3.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述根据所述等离子体温度分布、所述等离子体密度分布和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
4.根据权利要求3所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述根据所述离子德拜长度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
5.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述根据所述栅孔数值仿真模型对各个区域的栅孔进行仿真计算，确定所述离子引出能力分析的单个栅孔离子引出能力、以及栅间距和等离子体密度之间的变化规律，包括：
6.一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析装置，其特征在于，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述获取离子引出能力分析的等离子体温度分布和等离子体密度分布，包括：
3.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述根据所述等离子体温度分布、所述等离子体密度分布和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
4.根据权利要求3所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其特征在于，所述根据所述离子德拜长度和所述瞬态栅间距，构建所述离子引出能力分析的栅孔数值仿真模型，包括：
5.根据权利要求1所述的基于瞬态栅间距的变孔径栅孔离子引出能力分析方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟娟，胡竟，耿海，谷增杰，代鹏，孟伟，颜能文，祁小峰，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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