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推进技术2025年第06期:大高径比值对霍尔推力器放电特性的影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:范昊天;孙强;杨慧欣;丁永杰;

单位:沈阳航空航天大学航空宇航学院;哈尔滨工业大学先进动力技术研究所;

摘要:大高径比霍尔推力器具备轻量化固有优势和高性能潜在优势,有望满足多样化空间任务对高性能电推进系统的迫切需求,但由于缺乏有效的大高径比设计准则,其综合性能仍存在较大的提升空间。为促进大高径比霍尔推力器高径比值选取准则的建立,本文通过数值仿真手段探究了大高径比值对霍尔推力器放电特性的影响及其内在机制。研究结果表明,高径比变化的衍生影响主要受工质电离效率和离子壁面损失主导,其与各粒子的密度分布、能量分布以及其间的空间匹配关系密切相关。就放电性能而言,霍尔推力器存在一个最佳高径比值,对于典型工况下的1.35 kW级霍尔推力器,该最佳高径比值为0.67。在最佳高径比条件下,霍尔推力器内部的高气体密度区与电子聚集区匹配良好,由此可获得较高的工质利用率和电流利用率,推力器放电效率也因此达到最大值。

关键词:空间电推进;;霍尔推力器;;大高径比值;;放电特性;;数值仿真

基金资助:国家重点研发计划(2022YFE0204100);; 国家自然科学基金(U23B20152;52402479)~~