霍爾推力器絕緣壁面鞘層穩(wěn)定性研究.pdf

1、霍爾推力器是一種最成熟、應用最廣的電推進發(fā)動機，正在朝著更高效率、更大比沖、更長壽命、更小的羽流發(fā)散角方向發(fā)展，世界各航天強國的研究團體均致力于不斷改進并優(yōu)化霍爾推力器的性能，我國也正積極開展研究電推進技術的應用。在發(fā)動機壁面和通道等離子區(qū)域之間存在的等離子體鞘層作為霍爾推力器中的一基礎性的物理問題，由于其對壁面受熱、離子流動、近壁電導、壁面腐蝕、通道內(nèi)的等離子體狀態(tài)等各方面的巨大影響，日益成為當前研究的焦點和熱點。
　　電子和固

2、體壁面發(fā)生作用時會產(chǎn)生二次電子發(fā)射現(xiàn)象，由于霍爾推力器的面容比很大，二次電子發(fā)射會對發(fā)動機通道內(nèi)部的物理機制產(chǎn)生很大的影響。本文深入研究了等離子體與鞘層的耦合關系，確立了鞘層的邊界條件；同時本文還研究了鞘層和壁面的耦合關系，即二次電子發(fā)射現(xiàn)象，回顧了已有的二次電子發(fā)射模型，總結(jié)了二次電子發(fā)射模型的建模方法，建立起了新的能反映絕緣材料真實二次發(fā)射特性的二次電子發(fā)射模型，數(shù)值計算表明該模型在鞘層模型中有著更好的數(shù)值特性。
　　有文獻表

3、明霍爾推力器壁面鞘層振蕩的物理原因是壁面處的二次電子發(fā)射，為了進一步理解二次電子發(fā)射對鞘層穩(wěn)定性的影響，本文研究了二次電子能譜對鞘層穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　本文揭示了穩(wěn)態(tài)鞘層中帶電粒子的流動規(guī)律，給出了判定經(jīng)典鞘層存在的方法，該方法可以從理論上直接得出經(jīng)典鞘層的穩(wěn)態(tài)電勢，并且分析出的鞘層電勢和數(shù)值計算結(jié)果十分吻合。
　　鞘層在霍爾推力器通道內(nèi)部扮演著十分重要的角色，然對于其的實驗測量是很困難的。為了研究鞘層以及其對于霍爾推力