振荡等离子体推力器的性能

描述等离子体推力器性能的传统表达式和定义，包括推力、比冲和推力器效率，均假设稳态等离子体流且具有恒定流速。然而，这些推力器中等离子体表现出不稳定行为并导致推力和排出速度的时变是非常常见的。例如，在霍尔推力器中，电离不稳定性导致放电电流（所谓呼吸振荡）、等离子体密度、离子能量以及随之的离子流的强烈振荡。在本文中，我们重新审视推力和推力效率的公式，以考虑离子参数的时变，包括离子能量与离子流之间的相位差。对于正弦振荡，发现推力可能变化超过 20%。研究表明，通过以特定幅度调制离子能量，可在此类 regime 中使推力最大化。最后，推导了调制推力器的推力器效率表达式，以揭示此类推力器中效率低下的一种机制。