磁增强真空电弧推力器的等离子体不稳定性

采用双流体流动等离子体模型来描述磁增强真空电弧推力器（MEVAT）中的等离子体旋转及其导致的不稳定性演化。采用了典型的实验参数，包括等离子体密度、平衡磁场、离子与电子温度、阴极材料、轴向流动速度和方位角旋转频率。研究发现，等离子体不稳定性增长率随旋转频率和场强的增大而增大，随电子温度和原子量的减小而增大，并解释了其 underlying 物理机制。将密度涨落的径向结构与平衡密度梯度的径向结构进行了比较，二者峰值大小的径向位置非常接近，显示出由密度梯度驱动的电阻漂移模的证据。还给出了等离子体柱截面上扰动质量流的随时间演化，其表现为边缘处顺时针旋转（电子抗磁漂移方向）和核心处逆时针旋转（离子抗磁漂移方向），并由从 $n=0$ 到 $n=1$ 的模转换层分隔。据我们所知，本工作是首次对 MEVAT 中由旋转和轴向流动引起的等离子体不稳定性进行处理，并且对于其他涉及旋转等离子体以实现长时间稳定运行和推进效率优化的电推力器也具有重要实际意义。