二次電子對(duì)霍爾推進(jìn)器鞘層影響的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(dòng)越來(lái)越頻繁,高性能、長(zhǎng)壽命電推進(jìn)技術(shù)的研究日益受到各國(guó)的重視，尤其是對(duì)霍爾電推進(jìn)器的開發(fā)和研究。目前為了提高霍爾電推進(jìn)性能所需要攻破的難題還有不少，其中霍爾推進(jìn)器內(nèi)等離子體與壁面相互作用對(duì)放電特性的影響非常重要。本文討論了二次電子發(fā)射對(duì)霍爾推進(jìn)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(cuò)的結(jié)果。 1.采用流體力學(xué)模型，對(duì)高能電子撞擊霍爾推進(jìn)

2、器通道陶瓷壁面產(chǎn)生的二次電子對(duì)通道鞘層的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的影響進(jìn)行數(shù)值研究。主要得到三個(gè)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(jìn)器通道器壁的沉積，進(jìn)而降低了離子對(duì)陶瓷器壁表面的腐蝕：但同時(shí)總能量沉積的增加，削弱了霍爾推進(jìn)器通道內(nèi)的放電特性。2.霍爾推進(jìn)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(jìn)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(duì)霍爾推進(jìn)器通道進(jìn)行二維模擬，

3、得到通道中各種物理量的分布以及電場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)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(yàn)證了環(huán)形通道效應(yīng)。 3.討論霍爾推進(jìn)器鞘層不穩(wěn)定性的出現(xiàn)是由于鞘層內(nèi)的總電流對(duì)等離子體相對(duì)壁面的電勢(shì)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(jī)制包括：二次電子在穿越交叉電磁場(chǎng)時(shí)束能量沿運(yùn)動(dòng)軌跡的震蕩和電子束本身對(duì)二次電子密度的變化的影響。通過(guò)討論二次電子發(fā)射系數(shù)與鞘層等離子體電勢(shì)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