基于多阳极同轴烧蚀脉冲等离子推进器的羽流特性优化
应用物理
2023-07-19 v3
摘要
本文基于多阳极电极构型提出了一种特殊的表面放电。与传统电极间绝缘体表面上的沿面闪络不同，本文实现了一种其中一个电极远离绝缘体的表面放电。多阳极电极构型所带来的独特电场分布对表面放电的放电过程有显著影响。它改变了等离子体的产生与传播过程，形成有助于推进器推进性能的等离子体羽流。通过对所得羽流数据的理论分析表明，基于多阳极电极构型（简称多阳极APPT）的烧蚀脉冲等离子推进器在其传播过程中提高了等离子体射流的内压，并显著增加了带电粒子的密度与能量。放电现象表明，多阳极APPT与螺旋线圈多阳极APPT有效增强了等离子体羽流的强度。通过电子密度空间分布测量发现，螺旋线圈多阳极APPT将轴向等离子体密度提升至传统同轴APPT的4倍以上，并降低了其他方向的电子密度。在推进测试中，多阳极APPT与螺旋线圈多阳极APPT在冲量比特和推力功率比方面表现出更优的性能。此外，还发现箍缩效应随放电功率增大而增强，且推进性能提升更为明显。已证明多阳极APPT与螺旋线圈多阳极APPT在微卫星推进领域具有潜在应用优势。
引用
@article{arxiv.1810.00209,
title = {Optimization of Plasma Plume Characteristics Based on Multi-anode Coaxial Ablative Pulsed Plasma Thruster},
author = {Weisheng Cui and Wenzheng Liu and Yongjie Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.00209},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 12 figures