多級(jí)會(huì)切磁場(chǎng)推力器尖端物理過程和散熱研究.pdf

1、多級(jí)會(huì)切磁場(chǎng)等離子體推力器作為新型電推進(jìn)裝置的代表之一，得到了國(guó)內(nèi)外大量的研究。本文以HEMPT型號(hào)推力器為研究對(duì)象，從磁場(chǎng)位形、通道內(nèi)等離子體參數(shù)、推力器放電過程以及散熱設(shè)計(jì)等方面對(duì)其進(jìn)行研究，了解等離子體在通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和不同工況和磁場(chǎng)下對(duì)推力器放電的影響以及推力器散熱的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　磁場(chǎng)位形的模擬主要針對(duì)出口級(jí)永磁鐵長(zhǎng)度對(duì)磁場(chǎng)位形及強(qiáng)度的影響進(jìn)行了模擬，通過 FEMM軟件能夠直觀對(duì)比磁場(chǎng)位形和強(qiáng)度的變化。對(duì)電子而言，出口

2、級(jí)磁鐵長(zhǎng)度的增加使通道變長(zhǎng)，近乎軸向的磁感線使電子能順利在通道中向陽極運(yùn)動(dòng)，使電離率增大。
　　通道內(nèi)的模擬使用PIC粒子模擬的方法，對(duì)會(huì)切磁鏡磁場(chǎng)下等離子體的分布進(jìn)行了模擬，得到了通道內(nèi)尖端區(qū)域電子密度、電勢(shì)、電子溫度分布的模擬結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了不同磁場(chǎng)強(qiáng)度、不同通道直徑對(duì)會(huì)切磁鏡場(chǎng)約束等離子體效果的影響。
　　在推力器的放電實(shí)驗(yàn)中，采用會(huì)切磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同流量下、不同磁極長(zhǎng)度比下的實(shí)驗(yàn)。分析了等離子體在會(huì)切磁