穩(wěn)態(tài)等離子推力器振蕩模式及其影響因素分析.pdf

1、穩(wěn)態(tài)等離子推力器（StationaryPlasmaThruster簡稱SPT）是霍爾推力器的一種，在航天方面有著廣闊的應(yīng)用前景，可用于衛(wèi)星的精確定位、軌道保持、姿態(tài)控制等。SPT在運(yùn)行過程中自發(fā)產(chǎn)生的放電電流低頻振蕩嚴(yán)重影響了推力器的壽命，并對衛(wèi)星的電磁兼容性影響嚴(yán)重。因而在電推進(jìn)研究領(lǐng)域振蕩的機(jī)理分析一直受到各個(gè)研究團(tuán)體的重視。這種大幅度的低頻振蕩在某種條件下會(huì)受到抑制并轉(zhuǎn)化為混沌振蕩?；煦缯袷幘哂姓袷幏敌?，頻譜寬的特點(diǎn)。本文從實(shí)驗(yàn)

2、和仿真兩個(gè)角度同時(shí)對這兩種振蕩模式進(jìn)行分析研究，具體工作內(nèi)容如下：
　　建立了SPT通道內(nèi)部測量實(shí)驗(yàn)平臺。分別對兩種振蕩模式下通道內(nèi)部懸浮電勢及離子飽和電流進(jìn)行了同步觀測。給出了磁場位形對振蕩模式的控制規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明混沌振蕩模式下的電勢分布優(yōu)于低頻振蕩模式，不同觀測點(diǎn)處離子飽和電流是不同步的，并給出了當(dāng)?shù)仉x子速度。
　　引入離子密度對于電導(dǎo)率的控制作用，修正了一維流體模型。修正后的模型在放電電流波形以及電場分布上與實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果相吻合。利用該模型給出了低頻振蕩過程中通道內(nèi)部各變量的動(dòng)態(tài)變化過程。
　　對混沌振蕩模式的研究引入更為量化的判斷手段——改進(jìn)的偽最鄰近點(diǎn)法。判斷了不同電離率及不同原子密度下放電電流的振蕩模式。結(jié)果表明，電離速率即為振蕩模式轉(zhuǎn)化的基本原因。并給出了電離速率對振蕩模式的控制機(jī)理。
　　對推力器點(diǎn)火過程中的電流脈沖和關(guān)機(jī)過程中的后效沖量進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明，點(diǎn)火初期充滿通道的推進(jìn)劑的全區(qū)域雪崩電離是點(diǎn)火過程中脈沖電流的形成原