中文摘要：

稳态等离子体推进器（简称SPT）是利用正交电磁场将工质气体电离，然后利用轴向电场加速离子喷出通道产生推力工作的。SPT具有高比冲、高寿命、结构简单等优点，广泛用于卫星的各种在轨任务及深空探测。目前优化SPT性能的方法主要是利用轴向磁场梯度分布控制电势分布。本项目基于壁面形貌对SPT内传导有重要影响的机理，提出采用壁面形貌轴向变化的陶瓷壁面来增加SPT的设计自由度，拟给出壁面形貌与磁场构型相匹配的SPT优化理论。在项目执行期间，理论研究工作主要围绕壁面鞘层以及电子近壁传导开展。在自主开发的二维等离子体PIC计算平台的基础上，研究了鞘层及近壁传导的特性与SPT放电参数、磁场位形以及壁面特性与形貌的关系。研究结果不仅为SPT的电子传导理论难题找到了突破口，而且给出了壁面形貌与磁场相匹配的优化设计方法。进而，在此设计方法的指导下，对内壁面划取矩形沟槽的SPT实验样机进行了实验研究，实验结果既给出了与理论预测相同的结果，又肯定了宏观壁面形貌有利于SPT性能改善的观点，达到了增加SPT设计自由度的目标。然而，有关实验结果的更深层次作用机理仍有待进一步研究。