航空航天科学与工程论文_小功率磁阳极霍尔推

文章目录

1 磁阳极霍尔推力器设计

1.1 磁阳极霍尔推力器结构设计

1.2 磁阳极霍尔推力器热设计

    1.2.1 热设计方法

    1.2.2 热仿真

        1.2.2.1 功率模型

            (1)功率组成

            (2)壁面功率

            (3)阳极功率

            (4)电离功率

            (5)辐射功率

            (6)磁线圈功率

        1.2.2.2 热仿真结果

            (1)热仿真参数

            (2)各工况功率分配情况

            (3)各工况温度分布

        1.2.2.3 结果分析

1.3 磁阳极霍尔推力器磁路设计

    1.3.1 二维磁场仿真

    1.3.2 三维磁场仿真

2 磁阳极霍尔推力器试验

2.1 推力器热稳定性试验

2.2 推力器性能试验

3 结论

文章摘要:常规霍尔推力器通常采用同轴磁路或者分立磁柱结构。同轴磁路中放电室、阳极完全被磁屏罩住,热量使磁路温度攀升,导致磁性能急剧下降。分立磁柱磁场沿放电室圆周分布不均,影响推力器性能。霍尔推力器放电室陶瓷结构材料对高电压敏感,使比冲进一步提高受限。本文开展小功率磁阳极霍尔推力器设计和研究,将磁屏、阳极和放电室融合起来,以金属代替陶瓷放电室适应更高电压;通过提高面容比、辐射窗口和应用热导结构,降低核心区温度;应用宽包络外磁柱,解决磁场圆周分布不均问题。通过热、磁仿真表明:100、300 W下推力器核心区温度不高于290℃,650 W下不超过420℃,与实测温度相符合;磁导梯度达到50×10^-4 T/mm,磁场均匀性为54%。对小功率磁阳极霍尔推力器开展了热稳定性和工作性能研究。

文章关键词:小功率磁阳极霍尔推力器,热磁仿真分析,热稳定性,性能研究,

论文作者:赵震^1,2 

作者单位:1. 上海空间推进研究所 2. 上海空间发动机工程技术研究中心 

论文DOI: 10.16540/j.cnki.cn11-2485/tn.2021.04.05

论文分类号: V439.4

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