[发明专利]一种图像法评估霍尔推力器羽流发散角的方法

说明书

技术领域

本发明涉及霍尔推力器技术领域。

背景技术

霍尔推力器利用电能加速电离气体形成推力，由于其推力比冲适中、结构简单等 特点，在未来的航天应用方面具有较强的竞争力。高能离子在电场的作用下加速从推力器 出口喷出形成羽流，大量的理论和实验已表明当羽流发散半角超过40°时，羽流中所包含的 高能等离子体不仅会侵蚀卫星的太阳能帆板，改变其表面电势，给卫星的安全运行带来隐 患；还会干扰卫星与地面的正常通讯，破坏卫星上所携带的光学器件等，影响卫星的正常工 作。这些不利影响都成为制约霍尔推力器应用的重要因素，因此通过选择合理的测量区域 和适宜的测量方法来获知羽流发散状态和羽流发散角的大小，从而用于评估羽流与航天器 相互作用程度一直都是霍尔推力器研究的重要内容。

目前羽流发散角的测量主要利用探针来完成。探针具有结构简单，操作灵活，成本 低廉等优势，常用于诊断羽流中的等离子体参数，但是由于探针工作时会影响其周围的等 离子体参数分布，而且易于受到高能离子流的轰击而造成损坏，因此，探针测量区域主要覆 盖羽流远场区。对于等离子体密度和能量较高的羽流近场区，探针诊断显然很难应用，而近 场区又是等离子体与航天器相互作用最为强烈的区域，获知该区域的羽流发散状态就显得 尤为重要。

发明内容

本发明是为了解决现有采用探针测量羽流发散角对于等离子体密度和能量较高 的羽流近场区，探针诊断应用困难，且准确性差的问题，提出了一种图像法评估霍尔推力器 羽流发散角的方法。

本发明所述的一种图像法评估霍尔推力器羽流发散角的方法，该方法的具体步骤 为：

步骤一、采用图像采集装置采集霍尔推力器的羽流图像，获得羽流图片；

具体方法为：将图像采集装置设置在霍尔推力器羽流发射口的侧面，图像采集装 置拍摄口的中心轴与霍尔推力器发射口的中心轴位于同一水平面；图像采集装置的拍摄口 的中心轴与霍尔推力器羽流发射口的中心轴垂直；图像采集装置的拍摄口与霍尔推力器羽 流发射口之间的距离为S；

步骤二、利用公式：

L(x0,z0)=LA1B=Σi=A1Bpi4πS2=2Σi=A1′A4pi4πS2---(1)]]>

获得羽流图片坐标为(x₀，z₀)的点的照度