二次電子對霍爾推進器鞘層影響的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步和航天技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人類在空間領(lǐng)域的活動越來越頻繁,高性能、長壽命電推進技術(shù)的研究日益受到各國的重視，尤其是對霍爾電推進器的開發(fā)和研究。目前為了提高霍爾電推進性能所需要攻破的難題還有不少，其中霍爾推進器內(nèi)等離子體與壁面相互作用對放電特性的影響非常重要。本文討論了二次電子發(fā)射對霍爾推進器的穩(wěn)態(tài)特性和鞘層的影響，以及二次電子引起的不穩(wěn)定性，并得到了一些不錯的結(jié)果。 1.采用流體力學模型，對高能電子撞擊霍爾推進

2、器通道陶瓷壁面產(chǎn)生的二次電子對通道鞘層的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的影響進行數(shù)值研究。主要得到三個方面的結(jié)論：1.二次電子的大量發(fā)射削弱了離子能量在霍爾推進器通道器壁的沉積，進而降低了離子對陶瓷器壁表面的腐蝕：但同時總能量沉積的增加，削弱了霍爾推進器通道內(nèi)的放電特性。2.霍爾推進器鞘層中的變化主要取決于二次電子發(fā)射系數(shù)和捕獲系數(shù)的乘積。3.霍爾推進器通道內(nèi)的電子溫度極限受器壁二次電子發(fā)射系數(shù)的影響。 2.采用粒子模型對霍爾推進器通道進行二維模擬，

3、得到通道中各種物理量的分布以及電場、磁場對通道中的電流密度分布、鞘層中的電子能量分布的影響，并驗證了環(huán)形通道效應。 3.討論霍爾推進器鞘層不穩(wěn)定性的出現(xiàn)是由于鞘層內(nèi)的總電流對等離子體相對壁面的電勢的非線性依賴關(guān)系造成的。這種非線性依賴關(guān)系的產(chǎn)生機制包括：二次電子在穿越交叉電磁場時束能量沿運動軌跡的震蕩和電子束本身對二次電子密度的變化的影響。通過討論二次電子發(fā)射系數(shù)與鞘層等離子體電勢的關(guān)系，得到的結(jié)論：鞘層內(nèi)由于束電子的作用而產(chǎn)生