中国空间科学技术 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (2): 103-113.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0028
潘宁1,2,耿海2,郭宁2,曲富饶1,雪佳强2,孟伟2,*,刘坤1,*
PAN Ning1,2,GENG Hai2,GUO Ning2,QU Furao1,XUE Jiaqiang2,MENG Wei2,*,LIU Kun1,*
摘要: 随着航天技术的发展,离子液体电喷推力器(ILET)因其高效、稳定性较好的特性逐渐受到重视。为了研究ILET的性能上限,有必要深入探究其喷射特性,进而确定工艺参数和结构参数的最佳参数组合。基于电场与流场相耦合的方法对ILET喷射过程进行模拟,采用响应面法(RSM)对性能参数进行分析,进一步得到最佳操作参数和结构参数。发射极直径为20μm,高度为119.384μm,流量为3.45×10-2nL/s,电压为2188.249V时,最大推力为1.464μN;直径为48μm,高度为119μm,流量为1.9×10-2nL/s,电压为2600V时,最大比冲为1077.543s。结果表明仿真与模型得到的相关结果与实验结果基本吻合,误差范围均在5%以内,验证了该模型的可靠性。创新性地将电场与流场耦合方法和响应面法相结合,不仅提升了分析精度,也为类似复杂系统的性能评估开辟了新的研究途径。此外,这一研究为ILET在航天领域的应用提供了坚实的理论基础,展现了其在未来航天任务中的广泛应用潜力。