《圓柱形陽極層霍爾電漿推進器中的Rotating Spoke研究》是依託核工業西南物理研究院，由唐德禮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：圓柱形陽極層霍爾電漿推進器中的Rotating Spoke研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐德禮
- 依託單位：核工業西南物理研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
霍爾電流電漿推進器由於具有高效率、高比沖和長壽命等優點，在歐美等已開發國家已經廣泛用於為人造衛星的位置保持和變軌等提供動力。本項目主要研究在圓柱形陽極層霍爾電漿推進器中的Rotating Spoke不穩定性。Rotating Spoke的存在對於霍爾電漿推進器的工作具有很多不利因素：它霍爾推進器無法在大放電電流條件下獲得大的放電電壓，使得推進器的工作效率降低等。本項目從理論，模擬，實驗三個方面研究Rotating Spoke的產生機理，增長過程，關鍵參數。並分析Rotating Spoke對陽極層霍爾電漿推進器的放電所產生的影響。最終將研究Rotating Spoke的抑制方法，使用數值模擬來驗證可行性，並最終在實驗中實現對Rotating Spoke的抑制。
結題摘要
Rotating Spoke不穩定性的存在使得霍爾推進器無法在大放電電流條件下獲得大的放電電壓，導致推進器的工作效率降低。本項目採用實驗和數值模擬相結合的方式作為研究手段，使用數值模擬來驗證抑制Rotating Spoke的可行性，並最終在實驗中實現對 Rotating Spoke 的抑制。通過對圓柱形陽極層霍爾電漿加速器進行三維Particle in Cell數值模擬，發現較強的磁場可以輕易地在電漿中引起Rotating Spoke, Rotating Spoke的旋轉速度大約為1.0×10^6 m/s,為霍爾漂移速度的37%。離子分布總是均勻的，必然會出現局部電荷分離而產生角向電場，角向電場存在兩個相反的方向。推進器內部存在多團電子漂移，即多模Rotating Spoke現象存在。通過雙探針測量實驗發現裝置在運行過程中Rotating Spoke放電不穩定性普遍存在，甚至在異常放電的條件下。Rotating Spoke的頻率大小為幾十Khz。減小工質流量，使裝置處於高電壓小電流的聚束放電模式是有利於抑制Rotating Spoke放電不穩定性的。
