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推进技术2024年第02期:低功率平面型霍尔推力器的工作特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:任林渊;王亚楠;靳丽云;付瑜亮;孙安邦;丁卫东;

单位:西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;

摘要:为了解决低功率霍尔推力器存在的寿命问题,本文设计了一种平面型霍尔推力器。该推力器取消了内部放电通道,前壁和阳极在同一平面,电离和加速过程完全发生在推力器外部的开放空间中。推力器在0.6~1.0 mg/s的氙气流量下,实现稳定放电。本文实验研究了不同运行参数下推力器的阳极电流特性、推力特性和羽流束流特性。结果表明,阳极电流的振荡频谱主要集中在20~60 kHz,与常规霍尔推力器的呼吸振荡频率范围相似。在62~245 W的功率下,推力为3.2~10.5 mN,阳极效率为8%~22%。推力水平与同功率等级的传统霍尔推力器相当,而阳极效率偏低。利用法拉第探针获得离子的束流特性,结果表明:较低的羽流发散效率是造成目前推力器阳极效率偏低的主要因素。结合实验结果,分析了平面型霍尔推力器与传统霍尔推力器在离子加速方面的差异。本文设计的平面型霍尔推力器为解决霍尔推力器的壁面侵蚀问题提出了一种可能的方案。

关键词:霍尔推力器;;点火;;阳极效率;;负梯度磁场;;羽流发散

基金资助:国家自然科学基金(52007147);; 中央高校基本科研业务费专项资金(xzy022022052);; 中国博士后科学基金(2020M683480)~~