電子回旋共振等離子體推力器電磁仿真與實驗研究.pdf

1、電子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance，ECR）等離子體是一種密度高、溫度低、在低氣壓下形成的磁等離子體。電子在磁場中繞磁力線做回旋運動，當入射微波功率的頻率與電子回旋角頻率相等時，便產生電子回旋共振效應。在低氣壓10<'-1> Pa條件下，電子回旋共振等離子體密度理想情況可達10<'17>～10<'19>m-3量級，在電子回旋共振效應區(qū)域電離率極高，其雙極電場效應和磁噴管原理可加速等離子體噴出而產生推力

2、。
　　電子回旋共振等離子體推力器（Electron Cyclotron Resonance Plasma Thruster，ECRPT）作為一種新型的電磁式推力器，對其工作原理的研究是必要的。本文根據(jù)國內外已有的寶貴研究經驗及電推進相關理論，分析總結了電子回旋共振等離子體推力器涉及的放電、傳輸理論以及加速機制，開展了放電腔室內等離子體物理特性參數(shù)的模擬計算工作，設計出電子回旋共振等離子體推力器原理樣機，利用大連理工大學電推進實驗

3、室的高真空電推進實驗平臺進行實驗，觀察其放電現(xiàn)象。本文具體研究內容如下：
　　相比于傳統(tǒng)化學推進，先進化學推進和若干種先進的空間推進技術在性能指標已經遙遙領先，在本論文中詳細闡述了各推進技術特點，重點強調了電推進技術相比于其他推進技術的長處和潛力，進而引出電子回旋共振等離子體推力器的特性以及在電推進中的廣闊應用前景。
　　敘述了電子回旋共振等離子體推力器的工作原理，包括電子回旋共振效應與磁噴管理論，并詳細概括了電子回旋共振等

4、離子體推力器羽流區(qū)的探針診斷理論。
　　采用COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件，建立了放電腔室的靜磁場模型和微波電磁場模型，利用分離變量法的思想，通過改變相應參量，模擬計算出放電腔室內部電子數(shù)密度、電子溫度以及碰撞功率損耗不同的空間分布情況。
　　在大連理工大學電推進實驗室高真空電推進實驗平臺搭建實驗。分別在改變不同實驗條件下觀察不同的放電效果，并得出在本文設計實驗條件下隨著工質氣體質量流量增大和微波入射功