霍尔推力器运行参数对通道腐蚀影响的数值分析
霍尔推力器自从1970年成功研制以来，以其高效率、高比冲以及高可靠性等优点已经广泛投入各类飞行器在轨及空间探测任务的实际应用中，并成为目前世界各航天大国电推进装置研究中的热点。随着霍尔推进技术的不断发展，对推进器寿命提出了更高的要求。具有环形的放电通道是霍尔推力器的基本特征，电子在环形通道内形成闭环漂移，离子在通道内轴向电场的作用下加速以产生推力。由于通道内离子束的发散导致部分离子轰击到通道表面，造成了环形通道器壁的溅射腐蚀。在限制推进器寿命的因素中，通道器壁溅射腐蚀最为严重，已引起研究者的广泛关注。本文将主要针对霍尔推力器器壁腐蚀过程及其影响因素进行分析。首先，根据通道内离子加速过程所满足的基本条件，建立了器壁腐蚀模型，根据已广泛应用的SPT 型号霍尔推力器的典型工作参数，分析了通道内离子轰击器壁的条件，以此为基础利用基于Huygens 原理的波动算法对其腐蚀过程进行计算，所得计算结果和实验结果相吻合，证明了计算模型的可靠性。其次，通过分析通道内的等离子放电过程，明确了主要运行参数和腐蚀速率之间的关系，在此基础上利用数值模拟分析了运行参数调整对器壁腐蚀过程的影响，结果表明腐蚀速率随着推进剂流量的增加而线性增加，同时随着放电电压的升高而非线性增加，在低电压条件下增加较快。最后，依据运行参数对腐蚀过程影响的数值分析结果提出了推进器寿命优化设计可参考的方法。
霍尔推进器 器壁腐蚀 运行参数 数值分析
于达仁 扈延林 李玉全 李杰
哈尔滨工业大学等离子推进技术实验室
国内会议
成都
中文
103-115
2007-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）