全书分总论篇、研制篇、验证篇和应用篇。总论篇包括离子电推进工程概述、离子电推进工程发展历史、离子推力器产品研制基本方法和离子推力器产品保证；研制篇包括LIPS-200离子推力器产品研制、LIPS-300离子推力器产品研制、LIPS-100离子推力器产品研制、离子电推进电源处理单元产品研制和离子电推进贮供单元产品研制；验证篇包括离子电推进可靠性验证、离子电推进寿命验证和离子电推进飞行验证；应用篇包括GEO卫星工程应用、深空探测航天器工程应用、LEO航天器工程应用和离子电推进工程应用经验总结。
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丛书序
前言
总论篇
第1章 离子电推进工程概述
1.1 离子电推进工程基础 003
1.1.1 离子电推进工程的基本概念 003
1.1.2 产品的成熟度定义及分类 003
1.2 离子电推进工程研制 005
1.2.1 工程研制阶段划分 005
1.2.2 工程研制阶段目标 006
1.2.3 工程研制试验验证 007
1.3 离子电推进工程应用 008
1.3.1 工程应用分类 008
1.3.2 工程应用试验验证 011
参考文献 013
第2章 离子电推进工程发展历史
2.1 离子电推进技术发展 014
2.2 离子电推进产品工程发展 015
2.2.1 美国、英国和德国 015
2.2.2 日本和中国 017
2.3 离子电推进应用工程发展 019
2.3.1 GEO卫星位置保持 019
2.3.2 深空探测主推进 021
2.3.3 无拖曳控制及超低轨道卫星 022
2.3.4 全电推进卫星平台 023
2.4 离子电推进工程的未来发展 024
参考文献 026
第3章 离子推力器产品研制基本方法
3.1 离子推力器产品基本要求 029
3.1.1 功能要求 029
3.1.2 工作条件 029
3.1.3 性能指标 030
3.1.4 寿命、可靠性和安全性要求 031
3.1.5 接口要求 032
3.1.6 环境适应性要求 033
3.1.7 专项试验要求 038
3.1.8 其他要求 040
3.2 离子推力器原理样机研制 041
3.2.1 原理样机研制目标 041
3.2.2 原理样机研制基本流程 041
3.2.3 验证项目和转初样研制 043
3.3 离子推力器工程样机研制 043
3.3.1 工程样机研制目标 043
3.3.2 工程样机研制基本流程 044
3.3.3 验证项目和转鉴定研制 045
3.4 离子推力器鉴定产品研制 046
3.4.1 鉴定产品研制目标 046
3.4.2 鉴定产品研制基本流程 046
3.4.3 验证项目和转正样研制 048
3.5 离子推力器飞行产品研制 048
3.5.1 飞行产品研制目标 048
3.5.2 飞行产品研制基本流程 048
3.5.3 验证项目和产品交付 049
3.6 离子推力器产品定型研制 050
3.6.1 产品定型 050
3.6.2 定型条件 050
3.6.3 定型产品研制 052
参考文献 052
第4章 离子推力器产品保证
4.1 离子推力器产品保证概述 053
4.1.1 离子推力器产品保证 053
4.1.2 离子推力器产品质量控制 056
4.2 离子推力器产品保证 058
4.2.1 设计阶段产品保证 058
4.2.2 生产阶段产品保证 060
4.2.3 测试阶段产品保证 062
4.2.4 交付及使用阶段产品保证 064
4.3 离子推力器质量控制 066
4.3.1 质量控制策划 066
4.3.2 质量控制结果评价 071
参考文献 071
研制篇
第5章 LIPS-200离子推力器产品研制
5.1 LIPS-200推力器产品技术要求 075
5.1.1 LIPS-200推力器产品概述 075
5.1.2 主要功能和性能指标要求 075
5.1.3 接口要求 077
5.1.4 绝缘要求 077
5.1.5 环境适应性要求 077
5.2 LIPS-200原理样机研制 079
5.2.1 原理样机方案设计 079
5.2.2 原理样机研制及验证 080
5.3 LIPS-200工程样机研制 081
5.3.1 工程样机设计 081
5.3.2 工程样机验证 085
5.4 LGA-200M组件产品研制 085
5.4.1 LGA-200M组件产品设计要求 085
5.4.2 LGA-200M组件产品设计 086
5.4.3 LGA-200M组件产品验证及应用 087
5.5 LHC-5L组件产品研制 089
5.5.1 LHC-5L组件产品研制要求 089
5.5.2 LHC-5L组件产品设计 089
5.5.3 LHC-5L组件产品验证 091
5.6 LIPS-200鉴定产品研制 092
5.6.1 鉴定产品设计 092
5.6.2 试验及设计改进 094
5.6.3 鉴定产品验证 095
5.7 LIPS-200飞行产品研制 096
5.8 LIPS-200改进型产品研制 099
5.8.1 LIPS-200A产品研制 099
5.8.2 LGA-200M-A组件产品研制 100
5.8.3 LIPS-200E产品研制 102
5.8.4 LHC-5L-A组件产品研制 102
参考文献 102
第6章 LIPS-300离子推力器产品研制
6.1 LIPS-300离子推力器产品技术要求 104
6.1.1 LIPS-300推力器产品概述 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、安全性和寿命要求 105
6.1.5 环境适应性要求 106
6.2 LIPS-300原理样机研制 107
6.2.1 原理样机方案设计 107
6.2.2 原理样机试验验证 109
6.2.3 工作条件确定 110
6.3 LIPS-300工程样机研制 112
6.3.1 工程样机设计 112
6.3.2 工程样机试验验证 115
6.4 LGA-300M组件产品研制 118
6.4.1 LGA-300M组件产品研制要求 118
6.4.2 LGA-300M组件产品设计 118
6.4.3 LGA-300M组件产品验证及应用 119
6.4.4 LGA-300M-A组件产品研制 121
6.5 LHC-20组件产品研制 122
6.5.1 LHC-20研制要求和产品设计 122
6.5.2 LHC-20组件产品验证 123
6.6 LIPS-300飞行产品研制 123
6.7 LIPS-300多模式化研制 125
6.7.1 主要性能指标 125
6.7.2 设计与试验 125
参考文献 130
第7章 LIPS-100离子推力器产品研制
7.1 LIPS-100工程应用背景 132
7.1.1 工程应用背景 132
7.1.2 推力调节策略 133
7.2 LIPS-100离子推力器产品研制要求 133
7.2.1 功能、性能和接口要求 133
7.2.2 寿命和可靠性要求 134
7.3 LIPS-100原理样机研制 134
7.3.1 总体方案设计 134
7.3.2 物理参数设计 135
7.3.3 原理样机试验验证 136
7.4 LIPS-100工程样机研制 139
7.4.1 工程样机设计与优化 139
7.4.2 试验验证及总结 141
7.5 LGA-100C组件产品研制 144
7.5.1 LGA-100C组件产品研制要求与设计 144
7.5.2 LGA-100C组件产品验证 145
参考文献 148
第8章 离子电推进电源处理单元产品研制
8.1 电源处理单元产品概述 150
8.2 EP-Ⅰ1000产品技术要求 150
8.2.1 功能和性能要求 150
8.2.2 接口要求 153
8.2.3 环境适应性要求 157
8.3 EP-Ⅰ1000产品设计 158
8.3.1 总体电路设计 158
8.3.2 屏栅电源/加速电源设计 159
8.3.3 多路稳流电源DC/AC设计 160
8.3.4 点火电源设计 163
8.3.5 互锁电路设计 164
8.3.6 结构设计 164
8.3.7 可靠性设计 166
8.4 EP-Ⅰ1000产品验证 167
8.4.1 输出伏安特性 167
8.4.2 性能验证 170
8.4.3 寿命验证 172
参考文献 175
第9章 离子电推进贮供单元产品研制
9.1 推进剂贮供单元产品概述 177
9.2 推进剂贮供单元产品技术要求 179
9.2.1 推进剂贮存模块技术要求 179
9.2.2 压力调节模块技术要求 180
9.2.3 流量控制模块技术要求 181
9.3 推进剂贮供单元产品设计 182
9.3.1 推进剂贮存模块设计 182
9.3.2 压力调节模块产品设计 184
9.3.3 流量控制模块产品设计 186
9.4 推进剂贮供单元产品验证与应用 188
9.4.1 推进剂贮供单元产品验证 188
9.4.2 推进剂贮供单元产品应用 192
参考文献 193
验证篇
第10章 离子电推进可靠性验证
10.1 空心阴极组件可靠性验证 197
10.1.1 常规可靠性项目验证 197
10.1.2 长期工作可靠性验证及评价 203
10.2 离子推力器可靠性验证 208
10.2.1 环境适应性验证 208
10.2.2 工作裕度验证 210
10.2.3 长期工作可靠性验证及评价 212
10.3 离子电推进系统EMC试验 216
10.3.1 EMC试验要求 216
10.3.2 EMC试验设备及布局 217
10.3.3 EMC试验结果分析与评价 218
参考文献 220
第11章 离子电推进寿命验证
11.1 离子推力器主要失效模式 222
11.1.1 空心阴极组件失效模式 222
11.1.2 栅极组件失效模式 223
11.2 离子推力器寿命试验 224
11.2.1 寿命试验要求及方法 224
11.2.2 LIPS-200寿命试验结果及评价 228
11.3 离子电推进系统寿命验证及评价 233
11.3.1 系统寿命验证要求 233
11.3.2 RIT-22系统寿命试验 235
参考文献 236
第12章 离子电推进飞行验证
12.1 离子电推进飞行试验概述 238
12.1.1 飞行试验的必要性 238
12.1.2 飞行试验展望 239
12.2 离子电推进飞行试验验证的工程设计 240
12.2.1 飞行试验目标与航天器平台约束 240
12.2.2 飞行试验系统方案 241
12.2.3 在轨飞行试验实施方案 242
12.2.4 飞行试验结果评估方法 245
12.3 SERT-2飞行试验验证 246
12.3.1 SERT-2飞行试验任务 246
12.3.2 SERT-2飞行试验过程与结果 247
12.4 实践九号卫星飞行试验验证 248
12.4.1 SJ-9A飞行试验任务 248
12.4.2 SJ-9A飞行试验过程及结果 249
12.5 深空一号飞行试验验证 251
12.5.1 DS-1飞行试验任务 251
12.5.2 DS-1飞行试验过程及结果 251
参考文献 253
应用篇
第13章 GEO卫星工程应用
13.1 GEO卫星应用离子电推进系统 257
13.1.1 GEO卫星南北位保任务 258
13.1.2 GEO卫星全位保任务 260
13.1.3 GEO卫星全电推进任务 262
13.2 中星十六号卫星工程应用 264
13.2.1 CS-16卫星简介 264
13.2.2 CS-16卫星离子电推进系统 264
13.2.3 LIPS-200离子电推进系统产品研制 267
13.2.4 CS-16卫星工程应用 271
13.3 实践二十号卫星工程应用 274
13.3.1 SJ-20卫星及离子电推进任务 274
13.3.2 SJ-20卫星离子电推进系统 274
13.3.3 LIPS-300离子电推进系统产品研制 277
13.3.4 SJ-20卫星工程应用 279
参考文献 284
第14章 深空探测航天器工程应用
14.1 深空探测航天器的离子电推进系统 285
14.1.1 小行星探测任务 285
14.1.2 太阳系主行星探测及星际探测任务 288
14.1.3 深空探测任务电推进应用策略及效益 291
14.2 美国黎明号航天器工程应用 292
14.2.1 Dawn航天器任务概述 292
14.2.2 Dawn航天器离子电推进系统 292
14.2.3 NSTAR离子电推进系统产品研制 294
14.2.4 Dawn航天器工程应用 295
14.3 欧洲BepiColombo航天器应用工程 296
14.3.1 BepiColombo航天器离子电推进系统 296
14.3.2 T6离子电推进系统产品研制 301
14.3.3 BepiColombo航天器工程应用 307
参考文献 309
第15章 LEO航天器工程应用
15.1 LEO航天器应用离子电推进系统 311
15.1.1 LEO航天器及星座 311
15.1.2 超低轨道卫星 313
15.2 欧洲GOCE卫星无拖曳控制工程应用 314
15.2.1 GOCE卫星离子电推进系统 314
15.2.2 T5离子电推进系统产品研制 315
15.2.3 GOCE卫星工程应用 319
15.3 日本超低轨卫星应用工程 321
15.3.1 SLATS卫星离子电推进系统 321
15.3.2 IES离子电推进系统产品研制 323
15.3.3 SLATS卫星工程应用 326
参考文献 328
第16章 离子电推进工程应用经验总结
16.1 应用离子电推进的航天器 330
16.1.1 概述 330
16.1.2 不同类型的离子电推进应用 330
16.1.3 不同航天器任务的离子电推进应用 331
16.2 离子电推进的在轨故障情况 335
16.2.1 美国离子电推进在轨故障 335
16.2.2 日本离子电推进在轨故障 337
16.2.3 欧洲和中国离子电推进在轨故障 339
16.3 离子电推进在轨故障的统计分析 341
16.3.1 基于任务影响的故障统计分析 341
16.3.2 基于电推进系统影响的故障统计分析 343
16.3.3 基于时间分布的在轨故障统计分析 347
16.4 离子电推进的工程应用经验及启示 350
16.4.1 离子电推进的工程应用总结 350
16.4.2 离子电推进的工程应用经验 350
16.4.3 离子电推进的工程应用启示 352
参考文献 353
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