空气呼吸式无电阴极等离子推进器放电的研究
等离子体物理
2024-12-24 v1
摘要
在混合 2D 轴对称仿真代码中实现了空气主要成分的等离子化学，以评估无电阴极等离子推进器中的空气呼吸概念。包括离子-中性粒子间相关碰撞：旋转和振动激发、分解和解离。还包括给出等离子体-壁面相互作用，导致原子种类重新组合成分子种类的过程。作为参考，等离子体推进器使用 Xe 工作，功率为 300W，质量流量为 1mg/s。通过注入 1mg/s 的 N 和 O 独立运行，功率在 100 到 3000W 之间。对于这些推进剂，等离子体响应的性能和趋势与 Xe 类似，但位于 1250 到 2000W 之间。在最佳功率下，N 和 O 的推力效率超过 Xe，由于 Xe 的过度再电离。N/O 的 50/50 混合物（即大气层中真实组成）的性能表现为每个推进剂性能的线性组合。使用 O（可从 O 在进气口的联想重组中生成）的性能与原子氧的性能非常相似。
引用
@article{arxiv.2407.19322,
title = {A study of an air-breathing electrodeless plasma thruster discharge},
author = {Jiewei Zhou and Francesco Taccogna and Pablo Fajardo and Eduardo Ahedo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.19322},
year = {2024}
}
备注
First version submitted to Propulsion and Power Research (updated versions are being generated based on pair review)