直流電壓下水射流等離子弧的產(chǎn)生及其電磁加速過程.pdf

1、隨著載人航天技術(shù)的發(fā)展，儲水和輸水設(shè)備受限于航天器空間的問題得到了解決，以水為推進劑的航天推進技術(shù)步入了良性發(fā)展階段。本文所研究的水射流等離子弧推進是在以液體為工質(zhì)的電熱式推進器和以氣體為工質(zhì)的等離子推進器為基礎(chǔ)所發(fā)展起來的新技術(shù)，但由于反應(yīng)機理過于復(fù)雜，理論解析難度較大，實驗數(shù)據(jù)也較難提取，所以，數(shù)值模擬對于水射流等離子弧推進效應(yīng)的理論研究具有舉足輕重的地位。 本文在流體力學(xué)軟件二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，對水射流等離子弧反應(yīng)器和電磁加

2、速推進器內(nèi)部的多物理場進行了耦合數(shù)值模擬，并探討了系統(tǒng)推力及其影響因素。結(jié)果表明：等離子弧的產(chǎn)生對于加速射流的效果明顯；水蒸氣和等離子體的產(chǎn)生致使電場發(fā)生明顯畸變；隨著相變作用的加強，電流與產(chǎn)熱率降低；推進器中，感應(yīng)電場引起的洛侖茲力起到了阻礙射流的作用，增大外加磁場對于射流的加速作用弱于增大外加電場所引起的效果。通過對系統(tǒng)推力和水的利用效率分析表明，水射流等離子弧推進系統(tǒng)中水的利用效率得到很大提高；在真空條件下，系統(tǒng)推力存在較大的提升