●叢書序
前言
總論篇
第1章 離子電推進工程概述
1.1 離子電推進工程基礎 003
1.1.1 離子電推進工程的基本概念 003
1.1.2 產品的成熟度定義及分類 003
1.2 離子電推進工程研制 005
1.2.1 工程研制階段劃分 005
1.2.2 工程研制階段目標 006
1.2.3 工程研制試驗驗證 007
1.3 離子電推進工程應用 008
1.3.1 工程應用分類 008
1.3.2 工程應用試驗驗證 011
參考文獻 013
第2章 離子電推進工程發展歷史
2.1 離子電推進技術發展 014
2.2 離子電推進產品工程發展 015
2.2.1 美國、英國和德國 015
2.2.2 日本和中國 017
2.3 離子電推進應用工程發展 019
2.3.1 GEO衛星位置保持 019
2.3.2 深空探測主推進 021
2.3.3 無拖曳控制及超低軌道衛星 022
2.3.4 全電推進衛星平臺 023
2.4 離子電推進工程的未來發展 024
參考文獻 026
第3章 離子推力器產品研制基本方法
3.1 離子推力器產品基本要求 029
3.1.1 功能要求 029
3.1.2 工作條件 029
3.1.3 性能指標 030
3.1.4 壽命、可靠性和安全性要求 031
3.1.5 接口要求 032
3.1.6 環境適應性要求 033
3.1.7 專項試驗要求 038
3.1.8 其他要求 040
3.2 離子推力器原理樣機研制 041
3.2.1 原理樣機研制目標 041
3.2.2 原理樣機研制基本流程 041
3.2.3 驗證項目和轉初樣研制 043
3.3 離子推力器工程樣機研制 043
3.3.1 工程樣機研制目標 043
3.3.2 工程樣機研制基本流程 044
3.3.3 驗證項目和轉鋻定研制 045
3.4 離子推力器鋻定產品研制 046
3.4.1 鋻定產品研制目標 046
3.4.2 鋻定產品研制基本流程 046
3.4.3 驗證項目和轉正樣研制 048
3.5 離子推力器飛行產品研制 048
3.5.1 飛行產品研制目標 048
3.5.2 飛行產品研制基本流程 048
3.5.3 驗證項目和產品交付 049
3.6 離子推力器產品定型研制 050
3.6.1 產品定型 050
3.6.2 定型條件 050
3.6.3 定型產品研制 052
參考文獻 052
第4章 離子推力器產品保證
4.1 離子推力器產品保證概述 053
4.1.1 離子推力器產品保證 053
4.1.2 離子推力器產品質量控制 056
4.2 離子推力器產品保證 058
4.2.1 設計階段產品保證 058
4.2.2 生產階段產品保證 060
4.2.3 測試階段產品保證 062
4.2.4 交付及使用階段產品保證 064
4.3 離子推力器質量控制 066
4.3.1 質量控制策劃 066
4.3.2 質量控制結果評價 071
參考文獻 071
研制篇
第5章 LIPS-200離子推力器產品研制
5.1 LIPS-200推力器產品技術要求 075
5.1.1 LIPS-200推力器產品概述 075
5.1.2 主要功能和性能指標要求 075
5.1.3 接口要求 077
5.1.4 絕緣要求 077
5.1.5 環境適應性要求 077
5.2 LIPS-200原理樣機研制 079
5.2.1 原理樣機方案設計 079
5.2.2 原理樣機研制及驗證 080
5.3 LIPS-200工程樣機研制 081
5.3.1 工程樣機設計 081
5.3.2 工程樣機驗證 085
5.4 LGA-200M組件產品研制 085
5.4.1 LGA-200M組件產品設計要求 085
5.4.2 LGA-200M組件產品設計 086
5.4.3 LGA-200M組件產品驗證及應用 087
5.5 LHC-5L組件產品研制 089
5.5.1 LHC-5L組件產品研制要求 089
5.5.2 LHC-5L組件產品設計 089
5.5.3 LHC-5L組件產品驗證 091
5.6 LIPS-200鋻定產品研制 092
5.6.1 鋻定產品設計 092
5.6.2 試驗及設計改進 094
5.6.3 鋻定產品驗證 095
5.7 LIPS-200飛行產品研制 096
5.8 LIPS-200改進型產品研制 099
5.8.1 LIPS-200A產品研制 099
5.8.2 LGA-200M-A組件產品研制 100
5.8.3 LIPS-200E產品研制 102
5.8.4 LHC-5L-A組件產品研制 102
參考文獻 102
第6章 LIPS-300離子推力器產品研制
6.1 LIPS-300離子推力器產品技術要求 104
6.1.1 LIPS-300推力器產品概述 104
6.1.2 功能和性能要求 104
6.1.3 接口要求 105
6.1.4 可靠性、安全性和壽命要求 105
6.1.5 環境適應性要求 106
6.2 LIPS-300原理樣機研制 107
6.2.1 原理樣機方案設計 107
6.2.2 原理樣機試驗驗證 109
6.2.3 工作條件確定 110
6.3 LIPS-300工程樣機研制 112
6.3.1 工程樣機設計 112
6.3.2 工程樣機試驗驗證 115
6.4 LGA-300M組件產品研制 118
6.4.1 LGA-300M組件產品研制要求 118
6.4.2 LGA-300M組件產品設計 118
6.4.3 LGA-300M組件產品驗證及應用 119
6.4.4 LGA-300M-A組件產品研制 121
6.5 LHC-20組件產品研制 122
6.5.1 LHC-20研制要求和產品設計 122
6.5.2 LHC-20組件產品驗證 123
6.6 LIPS-300飛行產品研制 123
6.7 LIPS-300多模式化研制 125
6.7.1 主要性能指標 125
6.7.2 設計與試驗 125
參考文獻 130
第7章 LIPS-100離子推力器產品研制
7.1 LIPS-100工程應用背景 132
7.1.1 工程應用背景 132
7.1.2 推力調節策略 133
7.2 LIPS-100離子推力器產品研制要求 133
7.2.1 功能、性能和接口要求 133
7.2.2 壽命和可靠性要求 134
7.3 LIPS-100原理樣機研制 134
7.3.1 總體方案設計 134
7.3.2 物理參數設計 135
7.3.3 原理樣機試驗驗證 136
7.4 LIPS-100工程樣機研制 139
7.4.1 工程樣機設計與優化 139
7.4.2 試驗驗證及總結 141
7.5 LGA-100C組件產品研制 144
7.5.1 LGA-100C組件產品研制要求與設計 144
7.5.2 LGA-100C組件產品驗證 145
參考文獻 148
第8章 離子電推進電源產品研制
8.1 電源產品概述 150
8.2 EP-Ⅰ1000產品技術要求 150
8.2.1 功能和性能要求 150
8.2.2 接口要求 153
8.2.3 環境適應性要求 157
8.3 EP-Ⅰ1000產品設計 158
8.3.1 總體電路設計 158
8.3.2 屏柵電源/加速電源設計 159
8.3.3 多路穩流電源DC/AC設計 160
8.3.4 點火電源設計 163
8.3.5 互鎖電路設計 164
8.3.6 結構設計 164
8.3.7 可靠性設計 166
8.4 EP-Ⅰ1000產品驗證 167
8.4.1 輸出伏安特性 167
8.4.2 性能驗證 170
8.4.3 壽命驗證 172
參考文獻 175
第9章 離子電推進產品研制
9.1 推進劑產品概述 177
9.2 推進劑產品技術要求 179
9.2.1 推進劑貯存模塊技術要求 179
9.2.2 壓力調節模塊技術要求 180
9.2.3 流量控制模塊技術要求 181
9.3 推進劑產品設計 182
9.3.1 推進劑貯存模塊設計 182
9.3.2 壓力調節模塊產品設計 184
9.3.3 流量控制模塊產品設計 186
9.4 推進劑產品驗證與應用 188
9.4.1 推進劑產品驗證 188
9.4.2 推進劑產品應用 192
參考文獻 193
驗證篇
第10章 離子電推進可靠性驗證
10.1 空心陰極組件可靠性驗證 197
10.1.1 常規可靠性項目驗證 197
10.1.2 長期工作可靠性驗證及評價 203
10.2 離子推力器可靠性驗證 208
10.2.1 環境適應性驗證 208
10.2.2 工作裕度驗證 210
10.2.3 長期工作可靠性驗證及評價 212
10.3 離子電推進繫統EMC試驗 216
10.3.1 EMC試驗要求 216
10.3.2 EMC試驗設備及布局 217
10.3.3 EMC試驗結果分析與評價 218
參考文獻 220
第11章 離子電推進壽命驗證
11.1 離子推力器主要失效模式 222
11.1.1 空心陰極組件失效模式 222
11.1.2 柵極組件失效模式 223
11.2 離子推力器壽命試驗 224
11.2.1 壽命試驗要求及方法 224
11.2.2 LIPS-200壽命試驗結果及評價 228
11.3 離子電推進繫統壽命驗證及評價 233
11.3.1 繫統壽命驗證要求 233
11.3.2 RIT-22繫統壽命試驗 235
參考文獻 236
第12章 離子電推進飛行驗證
12.1 離子電推進飛行試驗概述 238
12.1.1 飛行試驗的必要性 238
12.1.2 飛行試驗展望 239
12.2 離子電推進飛行試驗驗證的工程設計 240
12.2.1 飛行試驗目標與航天器平臺約束 240
12.2.2 飛行試驗繫統方案 241
12.2.3 在軌飛行試驗實施方案 242
12.2.4 飛行試驗結果評估方法 245
12.3 SERT-2飛行試驗驗證 246
12.3.1 SERT-2飛行試驗任務 246
12.3.2 SERT-2飛行試驗過程與結果 247
12.4 實踐九號衛星飛行試驗驗證 248
12.4.1 SJ-9A飛行試驗任務 248
12.4.2 SJ-9A飛行試驗過程及結果 249
12.5 深空一號飛行試驗驗證 251
12.5.1 DS-1飛行試驗任務 251
12.5.2 DS-1飛行試驗過程及結果 251
參考文獻 253
應用篇
第13章 GEO衛星工程應用
13.1 GEO衛星應用離子電推進繫統 257
13.1.1 GEO衛星南北位保任務 258
13.1.2 GEO衛星全位保任務 260
13.1.3 GEO衛星全電推進任務 262
13.2 中星十六號衛星工程應用 264
13.2.1 CS-16衛星簡介 264
13.2.2 CS-16衛星離子電推進繫統 264
13.2.3 LIPS-200離子電推進繫統產品研制 267
13.2.4 CS-16衛星工程應用 271
13.3 實踐二十號衛星工程應用 274
13.3.1 SJ-20衛星及離子電推進任務 274
13.3.2 SJ-20衛星離子電推進繫統 274
13.3.3 LIPS-300離子電推進繫統產品研制 277
13.3.4 SJ-20衛星工程應用 279
參考文獻 284
第14章 深空探測航天器工程應用
14.1 深空探測航天器的離子電推進繫統 285
14.1.1 小行星探測任務 285
14.1.2 太陽繫主行星探測及星際探測任務 288
14.1.3 深空探測任務電推進應用策略及效益 291
14.2 美國黎明號航天器工程應用 292
14.2.1 Dawn航天器任務概述 292
14.2.2 Dawn航天器離子電推進繫統 292
14.2.3 NSTAR離子電推進繫統產品研制 294
14.2.4 Dawn航天器工程應用 295
14.3 歐洲BepiColombo航天器應用工程 296
14.3.1 BepiColombo航天器離子電推進繫統 296
14.3.2 T6離子電推進繫統產品研制 301
14.3.3 BepiColombo航天器工程應用 307
參考文獻 309
第15章 LEO航天器工程應用
15.1 LEO航天器應用離子電推進繫統 311
15.1.1 LEO航天器及星座 311
15.1.2 超低軌道衛星 313
15.2 歐洲GOCE衛星無拖曳控制工程應用 314
15.2.1 GOCE衛星離子電推進繫統 314
15.2.2 T5離子電推進繫統產品研制 315
15.2.3 GOCE衛星工程應用 319
15.3 日本超低軌衛星應用工程 321
15.3.1 SLATS衛星離子電推進繫統 321
15.3.2 IES離子電推進繫統產品研制 323
15.3.3 SLATS衛星工程應用 326
參考文獻 328
第16章 離子電推進工程應用經驗總結
16.1 應用離子電推進的航天器 330
16.1.1 概述 330
16.1.2 不同類型的離子電推進應用 330
16.1.3 不同航天器任務的離子電推進應用 331
16.2 離子電推進的在軌故障情況 335
16.2.1 美國離子電推進在軌故障 335
16.2.2 日本離子電推進在軌故障 337
16.2.3 歐洲和中國離子電推進在軌故障 339
16.3 離子電推進在軌故障的統計分析 341
16.3.1 基於任務影響的故障統計分析 341
16.3.2 基於電推進繫統影響的故障統計分析 343
16.3.3 基於時間分布的在軌故障統計分析 347
16.4 離子電推進的工程應用經驗及啟示 350
16.4.1 離子電推進的工程應用總結 350
16.4.2 離子電推進的工程應用經驗 350
16.4.3 離子電推進的工程應用啟示 352
參考文獻 353

全書分總論篇、研制篇、驗證篇和應用篇。總論篇包括離子電推進工程概述、離子電推進工程發展歷史、離子推力器產品研制基本方法和離子推力器產品保證；研制篇包括LIPS-200離子推力器產品研制、LIPS-300離子推力器產品研制、LIPS-100離子推力器產品研制、離子電推進電源產品研制和離子電推進產品研制；驗證篇包括離子電推進可靠性驗證、離子電推進壽命驗證和離子電推進飛行驗證；應用篇包括GEO衛星工程應用、深空探測航天器工程應用、LEO航天器工程應用和離子電推進工程應用經驗總結。