实现可调推力与比冲的磁流体等离子体推进器双模式运行
等离子体物理
2024-06-19 v1
摘要
我们在此报道一种脉冲磁流体等离子体枪的初步研究，其可按需以预充或气喷模式运行。这些模式通过可调推力与比冲实现敏捷且响应迅速的性能。以分子氮推进剂进行的运行演示表明，该磁流体推进器是极低地球轨道中空气采集与阻力补偿的候选技术。双模式运行通过利用推进剂气体动力学改变推进器内的填充分数与流动碰撞性来实现。这导致形成不同的模式，其特征是各自所允许的电流驱动磁流体波，即分别为磁爆燃与磁爆轰。这些模式可通过基于期望性能改变推进剂扩散进入推进器的时间来选择。利用飞行时间发射诊断表征近场流动速度，我们发现模式间发生相对剧烈的过渡，在爆燃与爆轰区间排气速度分别介于 10 km/s 至 55 km/s。对处理质量比特的模拟首次揭示了可能的推进器性能，确认在爆发模式运行时比冲（2600 - 5600 秒）与推力（高达 31 mN）之间存在宽泛范围与权衡。
引用
@article{arxiv.2103.14532,
title = {Dual Mode Operation of a Hydromagnetic Plasma Thruster to Achieve Tunable Thrust and Specific Impulse},
author = {T. C. Underwood and W. Riedel and M. A. Cappelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14532},
year = {2024}
}