水工质脉冲等离子体推力器的宏观性能

• 作者: 杨磊 汤海滨 黄玉平
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 脉冲等离子体推力器 水工质 脉冲放电 低温等离子体 元冲量 效率
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 等离子体放电及其应用专题
• 页码范围: 790-796
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20160308016

摘要

为了揭示水工质脉冲等离子体推力器(WPPT)的工作特性,探究WPPT运行过程中的能量分布及性能影响机制,提出了一种新的性能仿真模型.该模型能够定量化地描述WPPT放电等离子体的产生及其电磁和气动耦合加速效应,简单且快速有效地评估电推力器的宏观性能.以东京大学的实验样机为对象进行模型验证和仿真研究.结果表明:计算所获得的元冲量、比冲等性能参数与实验数据较符合;脉冲消耗工质中约20％被离子化和加速排出;该推力器的电容储能(E0=13.5 J)转换成加速动能的能量转换效率约为40％,其中仅14％用于电磁加速.最后基于此模型分析不同推力器电参数和推力室构型参数对性能的影响,研究结果对推力器的设计具有重要意义.