低功率平板型霍尔推力器等离子体束流加速机制研究

为揭示平板型霍尔推力器的束流加速机理,并以此为基础提供推力器的性能优化方法,本文采用法拉第探针、E×B探针及推力架实验系统研究了平板型霍尔推力器在不同工况下的束流特性及推力器性能参数变化规律,并利用粒子网格法仿真获得了微观等离子体放电特征参数分布规律。研究表明,平板型霍尔推力器束流呈现出特有的“山”字形形貌,束流发散半角在所测量流量下约为70°,且随流量增大而增大,而电离加速区域分离的过程导致束流离子能量随流量增大先增大后减小。性能测试结果显示,平板型霍尔推力器随流量增大多价电离显著,电压利用率和工质利用率的提高平衡了电流利用率和束流发散效率的降低,使得其比冲和阳极效率随流量增大而提高。