圆柱形霍尔等离子体加速器的理论和实验研究

霍尔电流等离子体加速器由于具有高效率、高比冲和长寿命等优点，目前在欧美等发达国家已经广泛用于为人造卫星的位置保持和变轨等提供动力。常规的霍尔等离子体加速器的放电通道一般为环形，基于磁层等离子体放电和延长区加速，其显著的缺点是加速通道刻蚀。同时，当功率小于500瓦时，加速器的推力效率也大幅降低。本项目主要研究基于阳极层放电和加速的圆柱形霍尔等离子体加速器，其等离子体放电和加速均发生在阳极前端极薄的阳极层内，因此，它避免了加速区刻蚀所导致的加速器寿命降低，同时更适于制造小尺寸和小功率的推进器。本项目主要通过数值模拟和实验相结合的方法研究圆柱形霍尔等离子体加速器。建立圆柱形霍尔加速器的物理和数值模型；通过对放电和加速区等离子体输运进行模拟，掌握等离子体放电和加速机理；同时建立一台小功率圆柱形霍尔等离子体加速器，实验测量和研究磁场位形和强度，阳极结构和气体流量等对加速器参数的影响。