Оглавление
Введение ............................................................................................................... 5
Глава 1 – Электрофизические процессы на поверхности высоковольтных
солнечных батарей космического аппарата...................................................... 13
1.1 Особенности конструкции высоковольтных солнечных батарей
космических аппаратов ................................................................................... 13
1.2 Эффекты воздействия магнитосферной плазмы на высоковольтные
солнечные батареи .......................................................................................... 19
1.3 Эффекты взаимодействия плазмы электроракетного двигателя с
панелями высоковольтных солнечных батарей ............................................ 22
1.4 Эффекты взаимодействия ионосферной плазмы с панелями
высоковольтных солнечных батарей ............................................................. 25
Глава 2 – Взаимодействие плазмы электроракетного двигателя с
радиационно-заряженными поверхностями высоковольтных солнечных
батарей ................................................................................................................ 27
2.1 Общие положения ..................................................................................... 27
2.2 Математические модели накопления и релаксации электрического
заряда в диэлектрике ....................................................................................... 30
2.2.1 Физико-математическая модель накопления электрического заряда в
диэлектрике .................................................................................................. 32
2.2.2 Математическая модель релаксации накопленного электрического
заряда в диэлектрике низкотемпературной плазмой ................................. 53
2.3 Валидация математической модели ......................................................... 64
2.4 Численное исследование релаксации накопленного заряда радиационно
заряженного диэлектрика в низкотемпературной плазме ............................ 67
2.5 Выводы по главе ........................................................................................ 68
3
Глава 3 – Электроразрядные процессы на элементах конструкции
высоковольтной солнечной батареи в плазме электроракетного двигателя .. 69
3.1 Постановка задачи эксперимента ............................................................. 69
3.2 Описание экспериментальной установки ................................................ 70
3.3 Эксперименты на положительно смещенных электродах ...................... 75
3.3.1 Схема и методика эксперимента ........................................................ 75
3.3.2 Основные результаты эксперимента .................................................. 76
3.3.3 Физическая картина процессов на аноде ........................................... 82
3.3.4 Вольт-амперная характеристика анода .............................................. 84
3.3.5 Зондовая характеристика анода .......................................................... 86
3.3.6 Тепловая модель анода ....................................................................... 91
3.3.7 Коэффициент размножения электронов ............................................ 98
3.3.8 Феноменологическая модель развития разряда на аноде ............... 101
3.3.9 Критерии возникновения дуговых разрядов на аноде .................... 102
3.4 Эксперименты на отрицательно смещенных электродах ..................... 103
3.4.1 Схема и методика проведения эксперимента .................................. 103
3.4.2 Основные результаты эксперимента ................................................ 104
3.4.3 Физическая картина разрядов на катоде .......................................... 113
3.4.4 Критерии возникновения дуговых разрядов на катоде ................... 115
3.5 Выводы по главе ...................................................................................... 116
Глава 4 – Токи утечки и электрические разряды в цепях высоковольтных
солнечных батарей космического аппарата.................................................... 117
4.1 Инженерная модель взаимодействия плазмы электроракетных
двигателей с высоковольтными солнечными батареями ............................ 118
4
4.1.1 Схема расчета взаимодействия плазмы электроракетных двигателей
с высоковольтными солнечными батареями ............................................ 118
4.1.2 Расчетная модель для ионного тока ................................................. 121
4.1.3 Расчетная модель для электронного тока ........................................ 123
4.2 Расчет потенциала и токов утечки ......................................................... 125
4.3 Оценка возможности возникновения дуговых разрядов на электродах
высоковольтных солнечных батарей в плазме электроракетных двигателей
........................................................................................................................ 131
4.4 Рекомендации по защите высоковольтных солнечных батарей от
дуговых разрядов, инициированных плазмой электроракетных двигателей
........................................................................................................................ 133
4.5 Выводы по главе ...................................................................................... 135
Заключение ....................................................................................................... 136
Список сокращений и условных обозначений ............................................... 137
Список использованной литературы ............................................................... 138
Приложение ...................................................................................................... 152
