微波等离子体推力器流动模拟(英文)

采用N-S方程求解了100 W微波等离子体推力器(MPT)选用不同推进工质时的性能参数;并采用直接蒙特卡洛模拟方法(DSMC)对MPT羽流进行了数值模拟。结果表明,几种工质的推力变化不大,氦气为23.6 mN,氮气为24.8mN,氩气为24.8 mN;但比冲区别较大,氦气为565.2 s,氮气为243.7 s,氩气为180.2 s。羽流场中,密度、压强及温度沿轴向和径向均逐渐减小;轴向速度在轴线附近变化不大,采用氩气工质时,约1 700 m/s,在远离轴线区域,沿流动方向逐渐增大,沿径向逐渐减小;径向速度沿轴向变化不大,沿径向逐渐增大,并在接近流动区域边界时迅速减小。

微波等离子体推力器谐振腔电磁场分布研究

分析求解Maxwell方程。分别对矩形谐振腔和圆柱形谐振腔两种谐振腔的不同的谐振模式重要参数进行了分析计算。通过电磁场仿真重点对谐振腔内的电磁场进行编程计算,仿真分析微波等离子体推力器无加载谐振腔内的电磁场特性。为确定推力器最简单适用的谐振腔形式以及与其相应的谐振模式提供依据。

同轴形微波等离子推力器数值计算

介绍了100W功率同轴形微波等离子推力器(MPT)的系统结构、谐振模式,采用耦合求解Maxwell方程、Saha方程和Navier-Stokes方程的方法,对100W同轴形MPT振腔内的电磁场、等离子体与流场间的耦合问题进行了数值计算并预估了原理实验样机的性能。计算结果表明,100W同轴形MPT结构系统的原理可行,性能较好,有较好的发展前景。

MPT在探月中的应用方案初探

借鉴“东方红3号”卫星的推进系统组成和“SMART-1”探月器的飞行轨道,提出了2种微波等离子体推力器(MPT)应用于月球探测器的推进系统方案(即复合推进方案和统一推进方案),分析计算了MPT用于姿态控制时对推进剂耗量的影响及用于主推进变轨时推进剂耗量和飞行时间的变化,并讨论了MPT的电源系统带来的附加质量。结果表明,在付出一定飞行时间代价的条件下,MPT的引入将大大增加有效载荷质量。