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摘要
放电室构型设计是离子推力器结构设计的基础与核心，直接影响到放电室工作能效及整机工作寿命。针对新型航天装备在轨飞行任务对大推力、长寿命的连续变推力离子推力器应用需求，探究了影响10cm离子推力器整机效能的放电室关键参数因子，揭示了发散场放电室的磁场发散度、电子通道面积及阴极位置等敏感参数对放电室性能的影响作用关系。基于此，开展了10cm离子推力器放电室参数构型的优化与验证。结果表明：在不改变整机结构的情况下，通过优化放电室关键参数，10cm离子推力器最大输出推力由20mN提升至25mN，提升近25%，由此推力调节范围由1-20mN扩展至1-25mN，全范围内推力分辨率均优于50μN，且推力器最佳工作点20mN的阳极电压由43.5V降至38.4V，放电损耗由345W/A降至308W/A，预估整机寿命将由15000h提升至17500h。研究为推动10cm离子推力器的在轨扩展应用提供技术支撑。
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单位兰州空间技术物理研究所; 材料科学与工程学院; 北京航空航天大学
