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LIPS-300电推进系统成为空间动力“新担当”
来源:电推进事业部    时间:2020-01-01    点击数:

        由研究所研制的LIPS-300电推进系统搭载实践二十号卫星发射升空,作为空间动力新担当”,它以其大功率、高性能、长寿命、多模式等诸多优点,向世界宣示了中国电推进研制水平跻身国际领先行列。

        如同汽车发动机一样,推进系统是航天器的核心。航天器在太空中姿态调整、轨道控制等操作都需要推进系统提供动力,传统推进系统通过化学燃烧排出气体产生动力,电推进技术则通过喷出带电粒子产生动力。本次搭载的LIPS-300电推进系统实现了高性能放电室设计,大束流密度三栅极设计及热稳定性控制等4大技术突破,解决了高密度等离子体源、复杂环境下精密器件热设计等国际难题,可实现200毫牛推力、最高比冲4000秒的高性能指标,较上一代LIPS-200电推进系统相比,综合性能大幅提升,技术指标达到国际先进水平。此外,Lips-300电推进系统首次设计了低、高双功率输出模式,就像是汽车一样可以根据“路况”的不同变换不同的档位,任务执行能力更强更加灵活、更加高效。

 

LIPS-300电推进系统地面点火试验

 

 

四十五年坚守   突破电推进系统核心技术

 

        电推进技术是空间技术领域的硬骨头,从研制、地面试验、在轨飞行到正式应用,研究所先后数百名共三代航天人投入了电推进技术的研究中。

        1974年,研究所首任所长金建中院士的一封《关于我所开展电火箭研究的》的报告获得国家相关部门的批准,拉开了研究所开展电推进系统研究的序幕,研究所几乎与国外同期开启了电推进系统的研究工作。

 

 

         基于其雄厚的基础科研基础,研究所研制成功了直径为8cm的离子电推进系统,于1987年获得国家科技进步一等奖。随后的十年里,因当时卫星平台对电推进系统无明确需求,研究所在没有国家项目和经费支持的困难条件下,坚守理想信念,保留最核心的专业研究队伍,自筹资金持续不断地开展技术攻关,并于1988年至1993年期间研制成功了90毫米氙离子电推进系统。

        1999年起,国家逐步加大了科技创新投入,决定重启离子电推进技术研究,研究所将电推进技术确定为重大战略发展方向,在中国航天科技集团有限公司和中国空间技术研究院创新基金的支持下,加大自主投入力度,加快技术成果应用,先后研制成功LIPS-200离子电推进系统试验样机、工程样机和飞行验证产品,成功突破了LIPS-200离子电推进系统及各单机的关键技术,于2012年10月14日搭载实践九号A卫星成功开展在轨飞行验证,2017年4月12日搭载实践十三号卫星发射升空,实现了电推进技术工程化应用的“中国第一”。本次成功搭载载实践二十号卫星的LIPS-300电推进系统再一次用更高的技术指标更优异的性能彰显我国电推进技术的自主创新能力,证明我国电推进技术即将跻身国际先进水平。

        历时45年的技术创新和持续攻关,今天的研究所已经掌握了离子电推进和霍尔电推进两大主流产品核心技术,探索了多种类型的新型电推进技术,研制了涵盖大、中、小各种功率、规格齐全、型谱完整的系列化电推进产品。

 

电推进系统研制现场

 

再接再厉    打造长寿命高可靠电推进产品

 

        国际航天界有一句话,卫星上不用电推进,这样的卫星永远是世界二流的。我国航天发展计划对电推进已经提出了明确的应用需求,从过去的不敢用”发展到了今天的“必须用”、“赶快用”,研究所电推进技术和产品迎来了发展的春天。

        电推进技术是未来开展深空探测的首选利器,打个比方,过去使用化学推进时,一颗重5吨的卫星,60%的重量都是化学燃料,若采用电推进技术产品,重量可以减掉2.5吨。多出来的空间可以配备更多科学载荷,同时应用了LIPS-300离子推力器的卫星,仅发射成本一项就打了五折,还不算其他潜在效益,因此LIPS-300电推进系统拥有着广阔的发展前景。特别是对于火星、水星、金星、木星和小行星等这些星的探测来说,距离地球几百万甚至上亿千米,采用化学推进,在现有的运载条件下,是不可能完成的任务,只有电推进系统才能有效解决这一问题。此外,电推进系统还有其特殊的优势,其连续工作能力和推力可调节能力,使得探测任务可以不受或少受发射窗口的限制。

        创新是引领发展的第一动力,未来,研究所将继续聚焦“支撑国家战略、引领技术进步”的技术创新总目标,瞄准载人深空、在轨服务等国家重大专项应用需求,加快发展高功率电推进技术,持续推进新型电推进技术的研究创新,为航天强国的建设而不懈奋斗!

 

 

 
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