替代推进剂对霍尔效应推力器中电子漂移不稳定性的影响：来自二维粒子网格模拟的见解
等离子体物理
2018-08-01 v1
摘要
采用氙气工作的霍尔效应推力器（HETs）是最常用的电推进技术之一，广泛应用于包括近地轨道阻力补偿、位置保持和轨道插入等多种空间任务，且随着进入空间的成本降低而更趋普及。尽管在基于氙气的HETs中，异常电子输运、电子漂移不稳定性（EDI）和二次电子发射（SEE）已得到实验与数值研究，但替代推进剂的影响仍鲜有表征。本工作中，采用二维粒子网格/蒙特卡洛碰撞（PIC/MCC）代码对HET的（r–）平面进行建模，分别使用四种不同惰性气体：氙、氪、氩和氦。为研究推进剂选择与径向推力器壁面的耦合，实现了电子诱导二次电子发射（SEE）和介质壁面模型。在所有研究条件和推进剂下，均观察到EDI和增强的电子跨场输运。将该不稳定性的频率以及电子迁移率与近期发展的动理学理论解析表达式进行比较。该理论得到证实：EDI的频率依赖于推进剂质量，而电子迁移率似乎几乎与推进剂选择无关。
引用
@article{arxiv.1804.06145,
title = {The effect of alternative propellants on the electron drift instability in Hall-effect thrusters: Insight from 2D Particle-In-Cell simulations},
author = {Vivien Croes and Antoine Tavant and Romain Lucken and Roberto Martorelli and Trevor Lafleur and Anne Bourdon and Pascal Chabert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.06145},
year = {2018}
}