张雪儿，张天平，李得天，张 宏

(兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，甘肃省空间电推进技术重点实验室，兰州 730000)

0 引言

离子电推进在具有比冲高、性能调节便利、适用范围广、技术成熟度好等显著优点的同时[1-2]，一直存在非预期电击穿(打火)问题[3-4]。已有研究表明离子推力器的非预期电击穿(本文简称击穿)现象具有普遍性和复杂性[3-10]。我国离子电推进经过长达40多年的发展，正在步入航天器推广应用的关键时期[11]，正确认识离子电推进非预期电击穿问题，不断深化理解击穿机理及规律，有效采取工程控制与防护技术措施，具有非常重要的意义。

在已有初步机理研究和对比研究的基础上[3-4]，本文结合实例对击穿的工程隐患基本问题进行简要介绍，对基于推力器及其环境、电推进系统及其航天工程的击穿控制与防护技术进行全面系统的讨论，以期对保障我国离子电推进的成功应用提供技术及工程借鉴。

1 工程基本问题

1.1 离子推力器的非预期电击穿

离子推力器与电源处理单元(power processing unit, PPU)各输出电源之间的典型连接关系如图1所示[12]，离子推力器加电工作时，其阳极、屏栅极等电极在屏栅电源1000 V以上的(正)高电位，外壳在零电位、加速栅极处于加速电源-200 V以下(负)低电位，而离子推力器的高电位电极与低电位电极之间的间距一般小于4 mm，特别是屏栅极和加速栅极间距小于1 mm。在推力器设计时电极间电位差和间距都是性能与可靠性折……