稳态等离子体发动机(SPT)是一种利用正交电磁场电离并加速原子工质的电推力器。具有高效率、高比冲和长寿命的工作特点,特别适用于各类航天器的位姿保持、轨道修正和以及深空探测等任务,与传统的化学推力器相比,能大幅提高空间平台的有效载荷、在轨时间和飞行距离。本项目针对大功率和高比冲(3000s以上)推力器的需求,拟从体系上建立适用于大功率稳态等离子体发动机中控制等离子体径向流动,以减小损失和羽流发散角的推力器设计理论。项目中首次提出了通道的环形效应,开展了环形通道下离子径向流动的机理和实验研究。本课最终完成了环形通道效应对稳态等离子体发动机离子径向流动的影响机理研究,得到考虑环形通道因素后控制离子径向流动的方法,重点研究了环形效应下内外壁面磁场强度差异和磁镜效应对近壁传导特性的影响;研究了磁场位形对等离子体束射流特性的影响。利用已得到的聚焦理论,在2kW的HET-P70上实现了利用磁透镜控制氪等离子体束的射流特性,11.5o的羽流发散半角达到了国际上已报道的最好指标。
英文主题词Stationary Plasma Thruster; Annular channel; Plasma len focus.