脉冲等离子体推力器放电电离特性的数值研究

发布时间：2018-03-20 10:54

  本文选题：电推进　切入点：脉冲等离子体推力器　出处：《固体火箭技术》2016年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：推进剂烧蚀产物的电离过程直接制约着等离子体的产生及其特性,是决定脉冲等离子体推力器(PPT)工作效能的关键因素。为了准确描述PPT放电电离特性,提出了基于热化反应的烧蚀边界层和等离子层耦合模型,并以LES-6 PPT为例进行数值研究,揭示了脉冲电流激励下PTFE烧蚀与离子化过程所产生的多种组分在放电室内时空分布特性。结果表明,烧蚀并电离出的等离子体主要以一阶电离形式存在,其中C、F元素的离子化区域分别集中在上、下游放电通道内;高度电离且短期存在的C、F离子(二价和三价)主要出现在放电初期;等离子体各种组分浓度的峰值时刻与羽流实验数据基本吻合。该研究为探究PPT放电能量分配及损失机理提供了理论参考。
[Abstract]:The ionization process of propellant ablation products directly restricts the generation and characteristics of plasma, and is the key factor to determine the working efficiency of pulsed plasma thruster. In order to accurately describe the ionization characteristics of PPT discharge, A coupled model of ablation boundary layer and plasma layer based on thermal reaction is proposed, and a numerical study is carried out with LES-6 PPT as an example. The temporal and spatial distribution characteristics of various components produced by PTFE ablation and ionization under pulsed current excitation are revealed in the discharge chamber. The results show that the plasma produced by ablation and ionization mainly exists in the form of first order ionization. The ionization regions of C ~ (2 +) F are concentrated in upstream and downstream discharge channels respectively, and the highly ionized and short-lived C ~ (2 +) F ions (divalent and trivalent) mainly occur in the early stage of discharge. The peak time of plasma concentration is basically consistent with the plume experimental data. This study provides a theoretical reference for exploring the energy distribution and loss mechanism of PPT discharge.
【作者单位】： 北京精密机电控制设备研究所;北京航空航天大学宇航学院;北京理工大学宇航学院;
【基金】：中国博士后科学基金(2015M570918)
【分类号】：V439.2

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1638761