兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室, 兰州 730000
为了对霍尔推力器的热分析研究提供准确的能耗加载条件,开展了霍尔推力器稳态工况下的热模型研究。基于等离子体理论,分析放电室内各项能量损耗机理,并建立各能量损耗与推力器工作参数、性能参数和结构参数的相关函数,系统地得到了霍尔推力器的完整热模型。以LHT100推力器为研究对象,热模型计算结果显示: 额定工况下束流能量损耗约889 W,壁面能量损耗约300 W,阳极能量损耗约44 W,电离能量损耗约43 W,辐射能量损耗约34 W等。以此能量损耗作为热边界条件进行有限元分析,并开展热平衡试验进行验证,计算结果与试验结果吻合较好,最大误差小于5%。
霍尔推力器 热模型 热损耗 热分析 Hall thruster thermal model heat loss thermal analysis 强激光与粒子束
2014, 26(12): 124002
1 北京航空航天大学 宇航学院, 北京 100191
2 中国空间技术研究院 兰州物理研究所, 兰州 730000
为了预示霍尔推力器的寿命，建立了推力器粒子束放电通道的2维电磁场模型，模拟的推进剂为氙。利用PIC方法跟踪粒子在电磁场中的运动。磁场的求解采用拉普拉斯方程，电场的求解采用泊松方程。电子由阴极喷入通道，并在电磁场中与原子发生电离碰撞生成离子。在跟踪离子的过程中记录下撞击到内外壁面的离子个数、角度和能量。利用记录下的参数进行腐蚀计算，得到当溅射阈值能量分别为10,20,30,40,50 eV时通道壁面的腐蚀速率。推力器放电通道出口附近的最大腐蚀速率约为1.7×10-9 m/s。
霍尔推力器 电磁场 腐蚀速率 溅射产额 粒子跟踪 Hall thruster magnetic and electric fields erosion rate sputtering yield particle tracking 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2757
