1 大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024
2 大连理工大学 航空航天学院, 大连 116024
3 西北工业大学 燃烧、热结构与内流场重点实验室, 西安 710072
建立了螺旋波等离子体推进器中双层等离子体形成过程的一维全粒子PIC模型,讨论了放电过程中电子加热模型和等离子体膨胀模型,计算了不同条件下螺旋波等离子体推进器中双层等离子体的分布。结果表明：采用氩气工质,在射频电流90 A/m2和工作压强0.05~0.15 Pa的条件下,可产生双层等离子体,其密度为1.3×1015~2.8×1015 m-3,双层电势降为10~30 V,可加速氩离子束流,喷射速度为3~12 km/s,双层加速效应对推进器的性能具有一定影响。
电推进 螺旋波等离子体 双层等离子体 等离子体模拟 PIC模拟 electric propulsion helicon plasma double-layer plasma plasma simulation PIC simulation
1 中国空间技术研究院 通信卫星事业部， 北京 100094
2 北京航空航天大学 宇航学院， 北京 100191
3 兰州物理研究所， 兰州 730000
以离子推力器栅极组件为研究对象，建立了3维数值模型，应用网格质点法研究了束流离子和电荷交换离子在栅极组件间的运动规律。根据给定的几何和物理参数，模拟得到了栅极组件附近的电势分布、束流离子和电荷交换离子的运动轨迹、速度相空间分布以及加速极电流等。模拟结果表明：加速栅极下游产生的电荷交换离子在电场的作用下会加速撞击加速栅极下游面，是造成加速栅极腐蚀的主要因素；栅极间产生的电荷交换离子会撞击到加速栅极孔壁面，使加速栅极孔逐渐增大。
电推进 离子推进 离子栅极组件 电荷交换 网格质点法 electric propulsion ion propulsion ion optics charge exchange PIC method
1 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部 航空航天学院, 大连 116024
2 西北工业大学 航天学院, 西安 710072
微空心阴极放电推力器是一种新颖的电热式微推力器, 利用纳卫星提供的1～10 W的功率可提高微推进装置的性能。为了预示该推力器的性能, 结合实验中测量的气体温度值和火箭发动机原理, 初步计算得出微放电推力器的推力范围为几十至上千μN, 以氩气为工质比冲量级为600～1 000 N·s/kg, 以氦气为工质比冲量级为3 000 N·s/kg。研究结果表明, 微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合, 可以开发应用在电热式微放电推进中, 作为微小卫星, 尤其是纳卫星和皮卫星的动力系统。
电推进 纳卫星推进 微推力器 微空心阴极放电 electric propulsion nano-satellite propulsion microthruster microhollow cathode discharge
