基于多阳极同轴烧蚀脉冲等离子推进器的等离子体喷流特性优化
摘要：基于多阳极电极几何结构提出了一种特殊的表面放电。本文实现了一种将一个电极远离绝缘子放置的表面放电，而不是传统的在电极之间的绝缘子表面上产生的表面爬电。多阳极电极几何结构导致的独特电场分布对表面放电的放电过程有显著影响。它改变了等离子体的产生和传播过程，形成了一个对推进器的推力性能有贡献的等离子体喷流。通过对得到的喷流数据进行理论分析，表明基于多阳极电极几何结构的烧蚀脉冲等离子推力器(简称为多阳极APPT)促进了等离子体喷流在传播过程中的内部压力，并显著提高了带电粒子的密度和能量。放电现象表明，多阳极APPT和螺旋线多阳极APPT有效地增加了等离子体喷流的强度。通过对电子密度空间分布的测量，发现螺旋线多阳极APPT将等离子体密度在轴向上增加到传统同轴APPT的4倍以上，并减少了其他方向的电子密度。推进试验证明，多阳极APPT和螺旋线多阳极APPT在冲量和推力功率比方面具有更好的性能。此外，还发现放电功率增加时束缚效应会增强，推进性能更加明显。多阳极APPT和螺旋线多阳极APPT在微卫星推进领域具有潜在的应用优势。
作者：Weisheng Cui, Wenzheng Liu, Yongjie Gao
论文ID：1810.00209
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-07-19