霍爾推力器絕緣壁面鞘層穩(wěn)定性研究.pdf

1、霍爾推力器是一種最成熟、應(yīng)用最廣的電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，正在朝著更高效率、更大比沖、更長壽命、更小的羽流發(fā)散角方向發(fā)展，世界各航天強(qiáng)國的研究團(tuán)體均致力于不斷改進(jìn)并優(yōu)化霍爾推力器的性能，我國也正積極開展研究電推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。在發(fā)動(dòng)機(jī)壁面和通道等離子區(qū)域之間存在的等離子體鞘層作為霍爾推力器中的一基礎(chǔ)性的物理問題，由于其對壁面受熱、離子流動(dòng)、近壁電導(dǎo)、壁面腐蝕、通道內(nèi)的等離子體狀態(tài)等各方面的巨大影響，日益成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。
　　電子和固

2、體壁面發(fā)生作用時(shí)會產(chǎn)生二次電子發(fā)射現(xiàn)象，由于霍爾推力器的面容比很大，二次電子發(fā)射會對發(fā)動(dòng)機(jī)通道內(nèi)部的物理機(jī)制產(chǎn)生很大的影響。本文深入研究了等離子體與鞘層的耦合關(guān)系，確立了鞘層的邊界條件；同時(shí)本文還研究了鞘層和壁面的耦合關(guān)系，即二次電子發(fā)射現(xiàn)象，回顧了已有的二次電子發(fā)射模型，總結(jié)了二次電子發(fā)射模型的建模方法，建立起了新的能反映絕緣材料真實(shí)二次發(fā)射特性的二次電子發(fā)射模型，數(shù)值計(jì)算表明該模型在鞘層模型中有著更好的數(shù)值特性。
　　有文獻(xiàn)表

3、明霍爾推力器壁面鞘層振蕩的物理原因是壁面處的二次電子發(fā)射，為了進(jìn)一步理解二次電子發(fā)射對鞘層穩(wěn)定性的影響，本文研究了二次電子能譜對鞘層穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　本文揭示了穩(wěn)態(tài)鞘層中帶電粒子的流動(dòng)規(guī)律，給出了判定經(jīng)典鞘層存在的方法，該方法可以從理論上直接得出經(jīng)典鞘層的穩(wěn)態(tài)電勢，并且分析出的鞘層電勢和數(shù)值計(jì)算結(jié)果十分吻合。
　　鞘層在霍爾推力器通道內(nèi)部扮演著十分重要的角色，然對于其的實(shí)驗(yàn)測量是很困難的。為了研究鞘層以及其對于霍爾推力