脈沖等離子體推力器的放電頻率調(diào)制

1、脈沖等離子體推進(jìn)器的放電頻率調(diào)制脈沖等離子體推進(jìn)器的放電頻率調(diào)制N.DubeyV.RaviA.Kushari印度理工學(xué)院，坎普爾序論序論脈沖等離子體推進(jìn)器（PulsedPlasmaThruster，簡稱PPT）是一種脈沖式電力推進(jìn)裝置，它可以在低功耗的情況下提供高比沖。在一個(gè)脈沖等離子體推進(jìn)器中，電源控制只是簡單地調(diào)整電流脈沖頻率，而不會(huì)影響性能。因此脈沖等離子體推進(jìn)器可以產(chǎn)生小單位的脈沖和精確的，任意的脈沖。由于脈沖等離子體推進(jìn)器的這

2、些特性，人造衛(wèi)星和其它星際類的任務(wù)為他們的應(yīng)用提供了很好的機(jī)會(huì)。這些年來，脈沖等離子體推進(jìn)器作為一種前景光明的推進(jìn)器引起了人們的高度重視。在微小衛(wèi)星領(lǐng)域的快速增長和應(yīng)用范圍的廣泛增加，而帶來的發(fā)展主要表現(xiàn)在減少凈重，增加壽命和提升PPT的性能。到目前為止，大多數(shù)的PPT是通過電磁力推進(jìn)固體推進(jìn)劑的燒蝕裝置。一個(gè)PPT由一對(duì)電極和它們之間的一塊固體推進(jìn)劑組成，通常是聚四氟乙烯。電極和充電電容連接。通常情況下，使用火花塞在四氟乙烯的暴露表面

3、提供大量自由電子，來啟動(dòng)電極之間的放電。放電等離子體的溫度非常高，使推進(jìn)劑蒸發(fā)，然后由電磁力和壓力和加速，由此產(chǎn)生推力。這一類推進(jìn)器的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單，因?yàn)樗麄兪褂镁鬯姆蚁┳鳛橥七M(jìn)劑固體，因此相對(duì)于傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)PPT不需要分散或有毒的推進(jìn)劑系統(tǒng)。此外，由于其脈沖的性質(zhì)和較低的功率水平，允許PPT在一個(gè)相對(duì)廣闊的功率范圍內(nèi)運(yùn)行，而不會(huì)損失太多性能。作為一種電推進(jìn)系統(tǒng)，電氣電路參數(shù)（例如，電容，電感，電阻，功率等），對(duì)一個(gè)PPT的性能有重

4、要影響。Solbes和Vondra有電路參數(shù)對(duì)一個(gè)PPT性能影響的研究，例如，脈沖位，比沖和效率。Pulumbo和Guman進(jìn)行推進(jìn)劑和電極的幾何形狀對(duì)PPT影響的研究。這些研究有助于提高對(duì)PPTS的認(rèn)識(shí)和PPT的性能。Aston和Pless已經(jīng)得出結(jié)論，一個(gè)PPT的壽命是由點(diǎn)火電路決定的。他們已經(jīng)進(jìn)行了測(cè)試，來研究火花塞啟動(dòng)的沉積，侵蝕和方式。這些測(cè)試的結(jié)果表明，電感而不是火花塞的電阻耦合對(duì)推進(jìn)器負(fù)極，和使用一個(gè)高電流，短脈沖觸發(fā)電路

5、，能使火花塞的壽命顯著增加。然而，他們的研究集中在提高火花塞的使用壽命，并沒有在火花塞的脈沖持續(xù)時(shí)間上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來分析PPT對(duì)放電頻率的依賴性。Burton和Turchi推測(cè)等離子體點(diǎn)火的精確條件，不應(yīng)該直接影響到PPT的性能，因?yàn)檫@個(gè)火花的能量和質(zhì)量都要遠(yuǎn)小于主放電的相應(yīng)值。然而，他們都表示，到目前為止都不能很好地理解點(diǎn)火啟動(dòng)PPT放電圖1PPTPPT示意圖示意圖高電壓輸出的DCDC變換器作為主電源以便將4和30V的輸入電壓轉(zhuǎn)換到數(shù)千伏